(57)【要約】  少なくとも９０重量％の飽和化合物と、  ０．０１５  ｌ／ｇｍ−ｃｍ未満の２８０〜３２０ｎｍの間の吸光係数を含む、紫外（ＵＶ）分光法によって測定される量および分布の芳香族化合物と、  ８０〜１２０の粘度指数（ＶＩ）、１．０５超のシクロパラフィン性能比および４〜６ｃＳｔの１００℃での動粘度を有する、基礎原料油。  少なくとも９０重量％の飽和化合物と、  ０．０２０  ｌ／ｇｍ−ｃｍ未満の２８０〜３２０ｎｍの間の吸光係数を含む、ＵＶ分光法によって測定される量および分布の芳香族化合物と、  ８０〜１２０の粘度指数（ＶＩ）、１．０５超のシクロパラフィン性能比および１０〜１４ｃＳｔの１００℃での動粘度を有する、基礎原料油。  主成分としてこの基礎原料油と、副成分として１種以上の添加剤とを有する潤滑油。  組成的に恵まれた基礎原料油によって調合潤滑油組成物の酸化性能および低温性能を改善する方法。
2019510116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも９０重量％の飽和化合物と、
０．０１５  ｌ／ｇｍ−ｃｍ未満の２８０〜３２０ｎｍの間の吸光係数を含む、紫外（ＵＶ）分光法によって測定される量および分布の芳香族化合物と、
を含み、
８０〜１２０の粘度指数（ＶＩ）と、１．０５超のシクロパラフィン性能比と、４〜６ｃＳｔの１００℃での動粘度とを有する、
基礎原料油。
【請求項２】
０．１５  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２２６ｎｍでの吸光係数；
０．０１３  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２７５ｎｍでの吸光係数；
０．００５  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３０２ｎｍでの吸光係数；
０．００６  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３１０ｎｍでの吸光係数；および
０．００１７  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３２５ｎｍでの吸光係数
を含み、紫外（ＵＶ）分光法によって測定される量および分布の芳香族化合物を含む、請求項１に記載の基礎原料油。
【請求項３】
０．１５  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２２６ｎｍでの吸光係数；
０．００７  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２５４ｎｍでの吸光係数；
０．０１３  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２７５ｎｍでの吸光係数；
０．００５  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３０２ｎｍでの吸光係数；
０．００６  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３１０ｎｍでの吸光係数；
０．００１７  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３２５ｎｍでの吸光係数；
０．００１３  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３３９ｎｍでの吸光係数；および
０．０００１４  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の４００ｎｍでの吸光係数
を含み、紫外（ＵＶ）分光法によって測定される量および分布の芳香族化合物を含む、請求項１に記載の基礎原料油。
【請求項４】
シクロパラフィン性能比が、１．２超である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の基礎原料油。
【請求項５】
前記飽和化合物が、０Ｘ−クラスのモノシクロパラフィン種を含み、
前記モノシクロパラフィン種が、すべての飽和化合物および芳香族化合物の総重量％を基準として、４１重量％超である、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の基礎原料油。
【請求項６】
前記飽和化合物が、シクロパラフィン種を含み、
前記芳香族化合物が、−２Ｘ−クラスのナフテノ芳香族種を含み、
前記シクロパラフィン種および前記ナフテノ芳香族種の２＋環種が、すべての飽和化合物および芳香族化合物の総重量％を基準として、３５．７重量％未満である、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の基礎原料油。
【請求項７】
前記飽和化合物が、シクロパラフィン種を含み、
前記芳香族化合物が、−４Ｘ−クラスのナフテノ芳香族種を含み、
前記シクロパラフィン種および前記ナフテノ芳香族種の３＋環種が、すべての飽和化合物および芳香族化合物の総重量％を基準として、１１重量％未満である、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の基礎原料油。
【請求項８】
前記飽和化合物が、シクロパラフィン種を含み、
前記芳香族化合物が、−６Ｘ−クラスのナフテノ芳香族種を含み、
前記シクロパラフィン種および前記ナフテノ芳香族種の４＋環種が、すべての飽和化合物および芳香族化合物の総重量％を基準として、３．７重量％未満である、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の基礎原料油。
【請求項９】
少なくとも９０重量％の飽和化合物と、
０．０２０  ｌ／ｇｍ−ｃｍ未満の２８０〜３２０ｎｍの間での吸光係数を含む、紫外（ＵＶ）分光法によって測定される量および分布の芳香族化合物と
を含み、
８０〜１２０の粘度指数（ＶＩ）と、１．０５超のシクロパラフィン性能比と、１０〜１４ｃＳｔの１００℃での動粘度とを有する、
基礎原料油。
【請求項１０】
０．１１  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２２６ｎｍでの吸光係数；
０．０１１  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２７５ｎｍでの吸光係数；
０．０１３  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３０２ｎｍでの吸光係数；
０．０１７  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３１０ｎｍでの吸光係数；および
０．００８  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３２５ｎｍでの吸光係数
を含み、紫外（ＵＶ）分光法によって測定される量および分布の芳香族化合物を含む、請求項９に記載の基礎原料油。
【請求項１１】
０．１１  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２２６ｎｍでの吸光係数；
０．００８  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２５４ｎｍでの吸光係数；
０．０１１  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２７５ｎｍでの吸光係数；
０．０１３  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３０２ｎｍでの吸光係数；
０．０１７  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３１０ｎｍでの吸光係数；
０．００８  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３２５ｎｍでの吸光係数；
０．００６  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３３９ｎｍでの吸光係数；および
０．０００７  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の４００ｎｍでの吸光係数
を含み、紫外（ＵＶ）分光法によって測定される量および分布の芳香族化合物を含む、請求項９に記載の基礎原料油。
【請求項１２】
前記シクロパラフィン性能比が、１．４超である、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の基礎原料油。
【請求項１３】
前記飽和化合物が、０Ｘ−クラスのモノシクロパラフィン種を含み、
前記モノシクロパラフィン種が、すべての飽和化合物および芳香族化合物の総重量％を基準として、３９重量％超である、
請求項９〜１２のいずれか一項に記載の基礎原料油。
【請求項１４】
前記飽和化合物が、シクロパラフィン種を含み、
前記芳香族化合物が、ナフテノ芳香族種を含み、
前記シクロパラフィン種および前記ナフテノ芳香族種が、すべての飽和化合物および芳香族化合物の総重量％を基準として、７５重量％未満である、
請求項９〜１２のいずれか一項に記載の基礎原料油。
【請求項１５】
前記飽和化合物が、シクロパラフィン種を含み、
前記芳香族化合物が、−２Ｘ−クラスのナフテノ芳香族種を含み、
前記シクロパラフィン種および前記ナフテノ芳香族種の２＋環種が、すべての飽和化合物および芳香族化合物の総重量％を基準として、３９重量％未満である、
請求項９〜１２のいずれか一項に記載の基礎原料油。
【請求項１６】
前記飽和化合物が、シクロパラフィン種を含み、
前記芳香族化合物が、−４Ｘ−クラスのナフテノ芳香族種を含み、
前記シクロパラフィン種および前記ナフテノ芳香族種の３＋環種が、すべての飽和化合物および芳香族化合物の総重量％を基準として、１０．８重量％未満である、
請求項９〜１２のいずれか一項に記載の基礎原料油。
【請求項１７】
前記飽和化合物が、シクロパラフィン種を含み、
前記芳香族化合物が、−６Ｘ−クラスのナフテノ芳香族種を含み、
前記シクロパラフィン種および前記ナフテノ芳香族種の４＋環種が、すべての飽和化合物および芳香族化合物の総重量％を基準として、３．２重量％未満である、
請求項９〜１２のいずれか一項に記載の基礎原料油。
【請求項１８】
主成分として請求項１〜８のいずれか一項に記載の基礎原料油と、
副成分として１種以上の添加剤と
を含む組成を有する、潤滑油。
【請求項１９】
主成分として請求項９〜１７のいずれか一項に記載の基礎原料油と、
副成分として１種以上の添加剤と
を含む組成を有する、潤滑油。
【請求項２０】
ＡＳＴＭ  Ｄ２２７２による回転圧力容器酸化試験（ＲＰＶＯＴ）によって測定される潤滑油の酸化性能を改善する方法であって、前記潤滑油が、
主成分として請求項１〜８のいずれか一項に記載の基礎原料油と、
副成分として１種以上の添加剤と
を含み、前記方法が、シクロパラフィン性能比を制御して１．０５超の比を達成することを含む、方法。
【請求項２１】
ＡＳＴＭ  Ｄ２２７２による回転圧力容器酸化試験（ＲＰＶＯＴ）によって測定される潤滑油の酸化性能を改善する方法であって、前記潤滑油が、
主成分として請求項９〜１７のいずれか一項に記載の基礎原料油と、
副成分として１種以上の添加剤と
を含み、前記方法が、シクロパラフィン性能比を制御して１．０５超の比を達成することを含む、方法。
【請求項２２】
ＡＳＴＭ  Ｄ４６８４によるミニロータリー粘度計（ＭＲＶ）によって測定される潤滑油の低温性能を改善する方法であって、前記潤滑油が、
主成分として請求項１〜８のいずれか一項に記載の基礎原料油と、
副成分として１種以上の添加剤と
を含み、前記方法が、
シクロパラフィン性能比を制御して１．０５超の比を達成すること、
すべての飽和化合物および芳香族化合物の総重量％を基準として、４４重量％超にモノシクロパラフィン種を制御すること、および／または
すべての飽和化合物および芳香族化合物の総重量％を基準として、２１重量％超にイソ−パラフィン種を制御すること
を含む、方法。
【請求項２３】
ＡＳＴＭ  Ｄ４６８４によるミニロータリー粘度計（ＭＲＶ）によって測定される潤滑油の低温性能を改善する方法であって、前記潤滑油が、
主成分として請求項９〜１７のいずれか一項に記載の基礎原料油と、
副成分として１種以上の添加剤と
を含み、前記方法が、
シクロパラフィン性能比を制御して１．０５超の比を達成すること、
すべての飽和化合物および芳香族化合物の総重量％を基準として、３９重量％超にモノシクロパラフィン種を制御すること、および／または
すべての飽和化合物および芳香族化合物の総重量％を基準として、２５重量％超にイソ−パラフィン種を制御すること
を含む、方法。
【請求項２４】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の５〜９５重量％の第１基礎原料油と、
請求項９〜１７のいずれか一項に記載の５〜９５重量％の第２基礎原料油と
を含む、基礎原料油ブレンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（分野）
本開示は、基礎原料油（又はベースストック（base stock））、基礎原料油のブレンド、基礎原料油を含有する調合潤滑油組成物、および基礎原料油の使用に関する。本開示はまた、組成的に恵まれた基礎原料油によって調合潤滑油組成物の酸化性能および低温性能を改善する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（背景）
エンジンオイルは、自動車エンジンおよびディーゼルエンジンでの使用を意図される完成クランク室潤滑油であり、２つの一般的な成分、すなわち、基礎原料油または基油（１つの基礎原料油または基礎原料油のブレンド）および添加剤からなる。基油は、これらの完成潤滑油中の主要な構成成分であり、エンジンオイルの特性に大いに寄与する。一般に、２、３の潤滑基油が、個別の潤滑基油と個別の添加剤との混合物を変えることによって様々なエンジンオイルの製造に使用されている。
【０００３】
運営協会（例えば、米国石油協会）は、エンジンオイルについての規格を定めるのに役立っている。ますます、エンジンオイルについての規格は、優れた低温特性および高い酸化安定性を持った製品を要求している。現在のところ、エンジンオイルへ混ぜ込まれる基油のほんのわずかが、要求の厳しいエンジンオイル規格の最も厳しいものを満たすことができるにすぎない。現在のところ、調合物は、それらの製品を調合するためにグループＩ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、およびＶを含む範囲にわたる様々な基礎原料油を使用している。
【０００４】
基油は、減圧蒸留操作から回収されるより高い沸騰留分から一般に回収される。それらは、石油由来供給原料か合成原油由来供給原料かのいずれかから調製され得る。添加剤は、それが完成潤滑油の品位についての最小性能基準を満たすように完成潤滑油におけるある種の特性を改善するために添加される化学物質である。例えば、エンジンオイルに添加される添加剤は、潤滑油の安定性を改善する、その粘度を増加させる、粘度指数を上げる、および沈着を制御するために使用され得る。添加剤は、高価であり、完成潤滑油において混和性問題を引き起こし得る。こういう訳で、エンジンオイルの添加剤含有量を、適切な要件を満たすために必要な最少量に下げることが一般に望ましい。
【０００５】
調合物は、品質改善のニーズによって駆られる変化を受けている。変化は、優れた低温特性および酸化安定性の必要性とともにエンジンオイルにおいて見られ、これらの変化は、新たなエンジンオイル・カテゴリーが開発されつつあるので続いている。工業潤滑油もまた、酸化安定性、清浄度、界面特性、および沈着制御の点で品質改善を強く求められている。
【０００６】
潤滑基油および潤滑油調合技術の進歩にもかかわらず、酸化性能（例えば、より長い寿命を有するエンジンオイルおよび工業潤滑油のための）および調合油の低温性能を改善する必要性が存在する。特に、潤滑油調合物へのより多くの添加剤の添加なしに調合油の酸化性能および低温性能を改善する必要性が存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（要旨）
本開示は、基礎原料油（又はベースストック（base stocks））に関し、さらに、この基礎原料油を含有する調合潤滑油組成物（又は処方潤滑油組成物（formulated lubricant compositions））に関する。本開示は、また、組成的に恵まれた基礎原料油による調合潤滑油組成物の酸化性能（oxidation performance）および低温性能（low temperature performance）を改善する（又は向上させる）方法に関する。
【０００８】
本開示は、一つには、約４〜約６ｃＳｔの１００℃での動粘度を有する基礎原料油に関する。これらの基礎原料油は、また、本開示では、低粘度基礎原料油（low viscosity base stocks）、低粘度潤滑油基礎原料油（low viscosity lubricating oil base stocks）または低粘度生成物（low viscosity products）とも言われる。
基礎原料油は、
約９０重量％以上の飽和化合物（saturates）と、
約０．０２０  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満、好ましくは約０．０１５  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満の２８０〜３２０ｎｍの間の吸光係数（又は吸光率又は吸光性能又は吸光性（absorptivity））を含む、紫外（線）（ＵＶ）分光法（spectroscopy）によって測定（又は決定）される量および分布の芳香族化合物（aromatics）と
を含み、約１．０５超のシクロパラフィン性能比（cycloparaffin performance ratio）と、約４〜約６ｃＳｔの１００℃での動粘度（kinematic viscosity）とを有する。
【０００９】
本開示は、一つには、約５〜約６ｃＳｔの１００℃での動粘度を有する基礎原料油に関する。これらの基礎原料油は、また、本開示では、低粘度基礎原料油、低粘度潤滑油基礎原料油または低粘度生成物とも言われる。
基礎原料油は、
約９０重量％以上の飽和化合物、好ましくは９８重量％超の飽和化合物と、
約０．０２０  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満、好ましくは約０．０１５  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満の２８０〜３２０ｎｍの間の吸光係数を含む、紫外（ＵＶ）分光法によって測定される量および分布の芳香族化合物と
を含み、１００超または好ましくは１１０超の粘度指数（Viscosity Index）を有し、約１．０５超のシクロパラフィン性能比と、約５〜約６ｃＳｔの１００℃での動粘度とを有する。
【００１０】
本開示は、また、一つには、主成分（又はメジャー成分（major component））として基礎原料油と、副成分（又は微量成分又はマイナー成分（minor component））として１種以上の添加剤とを含む組成（又はコンポジション（composition））を有する潤滑油（lubricating oil）に関する。
基礎原料油は、約４〜約６ｃＳｔの１００℃での動粘度を有し、
約９０重量％以上の飽和化合物と、
約０．０２０  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満、好ましくは約０．０１５  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満の２８０〜３２０ｎｍの間の吸光係数を含む、紫外（ＵＶ）分光法によって測定される量および分布の芳香族化合物と
を含み、約１．０５以上のシクロパラフィン性能比を有する。
【００１１】
ある実施形態において、本開示の約４〜約６ｃＳｔの１００℃での動粘度を有する基礎原料油を含む潤滑油は、ＡＳＴＭ  Ｄ２２７２による回転圧力容器酸化試験（rotating pressure vessel oxidation test）（ＲＰＶＯＴ）によって測定されるように、本開示の基礎原料油以外の基礎原料油を含有する潤滑油の酸化性能と比べて改善された（又は向上した）酸化性能を有する。
【００１２】
別の実施形態において、本開示の約４〜約６ｃＳｔの１００℃での動粘度を有する基礎原料油を含む潤滑油は、Ｂ１０酸化試験によって測定されるように、本開示の基礎原料油以外の基礎原料油を含有する潤滑油の酸化安定性と比べて、改善された（又は向上した）酸化安定性を有する。
【００１３】
さらなる実施形態において、本開示の約４〜約６ｃＳｔの１００℃での動粘度を有する基礎原料油を含む潤滑油は、ＡＳＴＭ  Ｄ４６８４によるミニロータリー粘度計（mini-rotary viscometer）（ＭＲＶ）によって測定されるように、本開示の基礎原料油以外の基礎原料油を含有する潤滑油の低温性能と比べて、改善された（又は向上した）低温性能を有する。
【００１４】
本開示は、さらに、一つには、ＡＳＴＭ  Ｄ２２７２による回転圧力容器酸化試験（ＲＰＶＯＴ）によって測定される潤滑油の酸化性能を改善する（又は向上させる）方法に関する。
潤滑油は、
主成分として約４〜約６ｃＳｔの１００℃での動粘度を有する基礎原料油と
副成分として１種以上の添加剤と
を含む。
基礎原料油は、
約９０重量％以上の飽和化合物と、
約０．０２０  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満、好ましくは約０．０１５  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満の２８０〜３２０ｎｍの間の吸光係数を含む、紫外（ＵＶ）分光法によって測定される量および分布の芳香族化合物と
を含み、約１．０５超のシクロパラフィン性能比を有する。
本方法は、シクロパラフィン性能比を制御（又は調節）して約１．１超の比を達成すること（又は工程）を含む。
【００１５】
本開示は、その上、さらに、一つには、ＡＳＴＭ  Ｄ４６８４によるミニロータリー粘度計（ＭＲＶ）によって測定される潤滑油の低温性能を改善する方法に関する。
潤滑油は、
主成分として約４〜約６ｃＳｔの１００℃での動粘度を有する基礎原料油と、
副成分として１種以上の添加剤と
を含む。
基礎原料油は、
約９０重量％以上の飽和化合物と、
約０．０２０  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満、好ましくは約０．０１５  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満の２８０〜３２０ｎｍの間の吸光係数を含む、紫外（ＵＶ）分光法によって測定される量および分布の芳香族化合物と
を含み、約１．０５超のシクロパラフィン性能比を有する。
本方法は、
シクロパラフィン性能比を制御（又は調節）して約１．１超の比を達成すること（又は工程）、
モノシクロパラフィン種（monocycloparaffinic species）を、すべての飽和化合物および芳香族化合物の総重量％を基準として、約４１重量％超に制御（又は調節）すること（又は工程）、および／または
すべての飽和化合物および芳香族化合物の総重量％を基準として、約２１重量％超にイソ−パラフィン種を制御（又は調節）すること（又は工程）
を含む。
【００１６】
本開示は、一つには、約１０〜約１４ｃＳｔの１００℃での動粘度を有する基礎原料油に関する。これらの基礎原料油は、また、本開示では、高粘度基礎原料油（high viscosity base stocks）、高粘度潤滑油基礎原料油（high viscosity lubricating oil base stocks）または高粘度生成物（high viscosity products）とも言われる。
基礎原料油は、
少なくとも約９０重量％の飽和化合物、好ましくは９８重量％超の飽和化合物と、
約０．０２０  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満、好ましくは約０．０１５  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満の２８０〜３２０ｎｍの間の吸光係数を含む、紫外（ＵＶ）分光法によって測定される量および分布の芳香族化合物と
を含み、約１．０５超のシクロパラフィン性能比と、約１０〜約１４ｃＳｔの１００℃での動粘度とを有する。
【００１７】
本開示は、一つには、約１０〜約１４ｃＳｔの１００℃での動粘度、約８０〜１２０の粘度指数（ＶＩ）、好ましくは約１００〜１２０のＶＩ、および約−１２℃未満の流動点を有する基礎原料油に関する。
基礎原料油は、
少なくとも約９０重量％の飽和化合物、好ましくは９８重量％超の飽和化合物と、
約０．０２０  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満、好ましくは約０．０１５  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満の２８０〜３２０ｎｍの間の吸光係数を含む、紫外（ＵＶ）分光法によって測定される量および分布の芳香族化合物と
を含み、約１．０５超のシクロパラフィン性能比と、約１０〜約１４ｃＳｔの１００℃での動粘度とを有する。
【００１８】
本開示は、また、一つには、主成分として基礎原料油と、副成分として１種以上の添加剤とを含む組成を有する潤滑油に関する。
基礎原料油は、約１０〜約１４ｃＳｔの１００℃での動粘度を有し、
少なくとも約９０重量％の飽和化合物、好ましくは９８重量％超の飽和化合物と、
約０．０２０  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満、好ましくは約０．０１５  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満の２８０〜３２０ｎｍの間の吸光係数を含む、紫外（ＵＶ）分光法によって測定される量および分布の芳香族化合物と
を含み、約１．０５超のシクロパラフィン性能比を有する。
【００１９】
本開示は、また、一つには、主成分として基礎原料油と、副成分として１種以上の添加剤とを含む組成を有する潤滑油に関する。
基礎原料油は、約１０〜約１４ｃＳｔの１００℃での動粘度と、約８０〜約１２０の粘度指数（ＶＩ）と、約−１２℃未満の流動点とを有し、
少なくとも約９０重量％の飽和化合物、好ましくは９８重量％超の飽和化合物と、
約０．０２０  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満、好ましくは約０．０１５  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満の２８０〜３２０ｎｍの間の吸光係数を含む、紫外（ＵＶ）分光法によって測定される量および分布の芳香族化合物と
を含み、約１．０５超のシクロパラフィン性能比を有する。
【００２０】
ある実施形態において、本開示の約１０〜約１４ｃＳｔの１００℃での動粘度を有する基礎原料油を含む潤滑油は、ＡＳＴＭ  Ｄ２２７２による回転圧力容器酸化試験（ＲＰＶＯＴ）によって測定されるように、本開示の基礎原料油以外の基礎原料油を含有する潤滑油の酸化性能と比べて、改善された（又は向上した）酸化性能を有する。
【００２１】
別の実施形態において、本開示の約１０〜約１４ｃＳｔの１００℃での動粘度を有する基礎原料油を含む潤滑油は、Ｂ１０酸化試験（oxidation test）によって測定されるように、本開示の基礎原料油以外の基礎原料油を含有する潤滑油の酸化安定性と比べて、改善された（又は向上した）酸化安定性を有する。
【００２２】
さらなる実施形態において、本開示の約１０〜約１４ｃＳｔの１００℃での動粘度を有する基礎原料油を含む潤滑油は、ＡＳＴＭ  Ｄ４６８４によるミニロータリー粘度計（ＭＲＶ）によって測定されるように、本開示の基礎原料油以外の基礎原料油を含有する潤滑油の低温性能と比べて、改善された（又は向上した）低温性能を有する。
【００２３】
さらなる実施形態において、５〜９５重量％の第１基礎原料油と、５〜９５重量％の第２基礎原料油とを含む基礎原料油ブレンド（又はベースストックブレンド（base stock blend））が提供される。
第１基礎原料油は、約９０重量％以上の飽和化合物、好ましくは９８重量％超の飽和化合物と、
約０．０２０  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満、好ましくは約０．０１５  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満の２８０〜３２０ｎｍの間の吸光係数を含む、紫外（ＵＶ）分光法によって測定される量および分布の芳香族化合物と
を含み、約１．１超のシクロパラフィン性能比と、約４〜約６ｃＳｔの１００℃での動粘度とを有する。
第２基礎原料油は、
少なくとも約９０重量％の飽和化合物、好ましくは９８重量％超の飽和化合物と、
約０．０２０  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満、好ましくは約０．０１５  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満の２８０〜３２０ｎｍの間の吸光係数を含む、紫外（ＵＶ）分光法によって測定される量および分布の芳香族化合物と
を含み、約１．０５超のシクロパラフィン性能比と、約１０〜約１４ｃＳｔの１００℃での動粘度とを有する。
【００２４】
本開示は、さらに、一つには、ＡＳＴＭ  Ｄ２２７２による回転圧力容器酸化試験（ＲＰＶＯＴ）によって測定される潤滑油の酸化性能を改善する（又は向上させる）方法に関する。
潤滑油は、
主成分として約１０〜約１４ｃＳｔの１００℃での動粘度を有する基礎原料油と、副成分として１種以上の添加剤とを含む。
基礎原料油は、
少なくとも約９０重量％の飽和化合物、好ましくは９８重量％超の飽和化合物と、
約０．０２０  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満、好ましくは約０．０１５  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満の２８０〜３２０ｎｍの間の吸光係数を含む、紫外（ＵＶ）分光法によって測定される量および分布の芳香族化合物と
を含み、約１．０５超のシクロパラフィン性能比と、約１０〜約１４ｃＳｔの１００℃での動粘度とを有する。
本方法は、シクロパラフィン性能比を制御（又は調節）して約１．０５超の比を達成すること（又は工程）を含む。
【００２５】
本開示は、さらに、一つには、ＡＳＴＭ  Ｄ２２７２による回転圧力容器酸化試験（ＲＰＶＯＴ）によって測定される潤滑油の酸化性能を改善する（又は向上させる）方法に関する。
潤滑油は、
主成分として、約１０〜約１４ｃＳｔの１００℃での動粘度、約８０〜約１２０の粘度指数（ＶＩ）、および約−１２℃未満の流動点を有する基礎原料油と、副成分として１種以上の添加剤とを含む。
基礎原料油は、
少なくとも約９０重量％の飽和化合物、好ましくは９８重量％超の飽和化合物と、
約０．０２０  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満、好ましくは約０．０１５  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満の２８０〜３２０ｎｍの間の吸光係数を含む、紫外（ＵＶ）分光法によって測定される量および分布の芳香族化合物と
を含み、約１．３超のシクロパラフィン性能比と、約１０〜約１４ｃＳｔの１００℃での動粘度とを有する。
本方法は、シクロパラフィン性能比を制御（又は調節）して約１．０５超の比を達成すること（又は工程）を含む。
【００２６】
本開示は、その上、さらに、一つには、ＡＳＴＭ  Ｄ４６８４によりミニロータリー粘度計（ＭＲＶ）によって測定される潤滑油の低温性能を改善する（又は向上させる）方法に関する。
潤滑油は、主成分として約１０〜約１４ｃＳｔの１００℃での動粘度を有する基礎原料油と、副成分として１種以上の添加剤とを含む。
基礎原料油は、
少なくとも約９０重量％の飽和化合物、好ましくは９８重量％超の飽和化合物と、
約０．０２０  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満、好ましくは約０．０１５  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満の２８０〜３２０ｎｍの間の吸光係数を含む、紫外（ＵＶ）分光法によって測定される量および分布の芳香族化合物と
を含み、約１．０５超のシクロパラフィン性能比と、約１０〜約１４ｃＳｔの１００℃での動粘度とを有する。
本方法は、
シクロパラフィン性能比を制御（又は調節）して約１．０５超の比を達成すること（又は工程）、
すべての飽和化合物および芳香族化合物の総重量％を基準として、約３９重量％超にモノシクロパラフィン種を制御（又は調節）すること（又は工程）、および／または
すべての飽和化合物および芳香族化合物の総重量％を基準として、約２５重量％超にイソ−パラフィン種を制御（又は調節）すること（又は工程）
を含む。
【００２７】
本開示は、その上、さらに、一つには、ＡＳＴＭ  Ｄ４６８４によるミニロータリー粘度計（ＭＲＶ）によって測定される潤滑油の低温性能を改善する方法に関する。
潤滑油は、主成分として、約１０〜約１４ｃＳｔの１００℃での動粘度、約８０〜約１２０の粘度指数（ＶＩ）、および約−１２℃未満の流動点を有する基礎原料油と、
副成分として１種以上の添加剤と
を含む。
基礎原料油は、
少なくとも約９０重量％の飽和化合物、好ましくは９８重量％超の飽和化合物と、
約０．０２０  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満、好ましくは約０．０１５  ｌ／ｇｍ−ｃｍ（又はｌ／ｇｍ・ｃｍ）未満の２８０〜３２０ｎｍの間の吸光係数を含む、紫外（ＵＶ）分光法によって測定される量および分布の芳香族化合物と
を含み、約１．０５超のシクロパラフィン性能比と、約１０〜約１４ｃＳｔの１００℃での動粘度とを有する。
本方法は、
シクロパラフィン性能比を制御（又は調節）して約１．０５超の比を達成すること（又は工程）、
すべての飽和化合物および芳香族化合物の総重量％を基準として、約３９重量％超にモノシクロパラフィン種を制御（又は調節）すること（又は工程）、
すべての飽和化合物および芳香族化合物の総重量％を基準として、約２５重量％超にイソ−パラフィン種を制御（又は調節）すること（又は工程）
を含む。
【００２８】
本開示に従って、調合油（又は調製油又は処方油（formulated oil））の酸化性能は、調合油をブレンドするために使用される基油（又はベースオイル（base oil））中の全シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族含有量（naphthenoaromatic content）、または多環シクロパラフィン種（multi-ring cycloparaffin species）およびナフテノ芳香族種（naphthenoaromatic species）の相対量のいずれかを制御（又は調節）することによって改善（又は向上）できることが意外にも見いだされた。さらに、本開示に従って、調合油の低温性能は、イソ−パラフィンおよびモノシクロパラフィン種の量を増やすこと、および／または調合油をブレンドするために使用される基油中のイソ−パラフィン種を変更（又は修飾）することによって改善（又は向上）できることが意外にも見いだされた。
【００２９】
本開示の他の目的および利点は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本開示の実施形態による多段階反応系の例を概略的に示す。
【図２】本開示の実施形態による多段階反応系の例を概略的に示す。
【図３】第１反応段階用の触媒配置構成の例を概略的に示す。
【図４】第２反応段階用の触媒配置構成の例を概略的に示す。
【図５】本開示の代わりの実施形態による３段階反応系の例を概略的に示す。
【図６】本開示の代わりの実施形態による４段階反応系の例を概略的に示す。
【図７】本開示の代わりの実施形態によるさらにその上別の３段階反応系の例を概略的に示す。
【図８】本開示の実施形態によるＸ−クラスおよびＺ−クラスの例示的な多環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物を示す。
【図９】対照低粘度基礎原料油の組成と比較して本開示の模範的な低粘度基礎原料油の組成および特性を示す。
【図１０】対照高粘度基礎原料油の組成と比較して本開示の模範的な高粘度基礎原料油の組成および特性を示す。
【図１１】本開示の高粘度基礎原料油および典型的な市販の基礎原料油試料についての示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）加熱曲線を示す。
【図１２】本開示の基礎原料油および対照基礎原料油を使用して調合された２０Ｗ−５０エンジンオイルについての流動点に対するＡＳＴＭ  Ｄ４６８４により測定されるミニロータリー粘度計（ＭＲＶ）見かけ粘度を示す。
【図１３】品質差を示すために本開示の高粘度グループＩＩ基礎原料油対類似品質競合高粘度基礎原料油でのタービン油調合物に関してＡＳＴＭ  Ｄ２２７２により測定された比較ＲＰＶＯＴ時間をグラフによって示す。
【図１４】品質差を示すために本開示の低粘度グループＩＩ基礎原料油対類似品質競合低粘度基礎原料油でのタービン油調合物に関してＡＳＴＭ  Ｄ２２７２により測定された比較ＲＰＶＯＴ時間をグラフによって示す。
【図１５】本開示の模範的な低粘度および高粘度基礎原料油の、物理的特性および紫外（ＵＶ）分光法によって測定されるような、芳香族化合物の分布を示す。
【図１６】潤滑油基礎原料油（すなわち、米国特許出願公開第２０１３／０２６４２４６号明細書の４．５ｃＳｔ基礎原料油、米国特許出願公開第２０１３／０２６４２４６号明細書に開示されるような４．５ｃＳｔ最先端基礎原料油、本開示の５ｃＳｔ基礎原料油、および本開示の１１＋ｃＳｔ基礎原料油）中の、紫外（ＵＶ）分光法によって測定されるような、芳香族化合物の量および分布の比較を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
（詳細な説明）
本明細書での詳細な説明および特許請求の範囲内のすべての数値は、示された値を「約」または「おおよそ」で修飾され、当業者に公知であろう実験誤差およびばらつきを考慮に入れている。
【００３２】
潤滑油の粘度−温度関係は、特定の用途向けに潤滑油を選択するときに考慮されなければならない決定的に重要な判断基準の一つである。粘度指数（ＶＩ）は、所与の温度範囲内での油の粘度の変化率を示す経験的な、無名数である。温度とともに比較的大きい粘度の変化を示す流体は、低い粘度指数を有すると言われる。低いＶＩ油は、例えば、高いＶＩ油よりも速く高温でまばらになるであろう。通常、高いＶＩ油は、より高い温度でより高い粘度を有し、それはより良好なまたはより厚い潤滑膜および接触機械要素のより良好な保護をもたらすので、高いＶＩ油がより望ましい。
【００３３】
別の態様において、油動作温度が低下するにつれて、高いＶＩ油の粘度は、低いＶＩ油の粘度ほど多く増加しないであろう。これは、低いＶＩ油の過度の高い粘度が作業機械の効率を低下させ得るので有利である。したがって、高いＶＩ（ＨＶＩ）油は、高温および低温操作の両方で性能利点を有する。ＶＩは、ＡＳＴＭ方法Ｄ  ２２７０−９３［１９９８］に従って測定される。ＶＩは、ＡＳＴＭ方法Ｄ  ４４５−０１を用いて４０℃および１００℃で測定される動粘度に関連している。
【００３４】
本明細書で用いるところでは、用語「主成分（又はメジャー成分（major component））」は、約５０重量パーセント超の量で本開示の潤滑油中に存在する成分（例えば、基礎原料油）を意味する。
【００３５】
本明細書で用いるところでは、用語「副成分（又はマイナー成分（minor component））」は、約５０重量パーセント未満の量で本開示の潤滑油中に存在する成分（例えば、１種以上の潤滑油添加剤）を意味する。
【００３６】
潤滑油基礎原料油
本開示に従って、市販の基礎原料油について以前に知られたものとは異なる相対量のモノシクロパラフィンおよび多環シクロパラフィン種ならびにナフテノ芳香族種を有する基油組成物または潤滑油基礎原料油が提供される。本開示の様々な実施形態によれば、基礎原料油は、ＡＰＩグループＩＩまたはグループＩＩＩ基礎原料油、特にＡＰＩグループＩＩ基礎原料油である。また、本開示に従って、調合油をブレンドするために使用される基油中の全シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族含有量か、多環シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種の相対量かのいずれかを制御することによって調合油の酸化性能を改善する方法が提供される。さらに、本開示に従って、調合油をブレンドするために使用される基油中のイソ−パラフィンおよびモノシクロパラフィン種の量を増やすおよび／またはイソ−パラフィン種を変更することによって調合油の低温性能を改善する方法が提供される。
【００３７】
本明細書に記載される方法は、エンジンオイル調合物においては改善された低温特性およびタービン油調合物においては酸化性能を提供する独特の潤滑油基礎原料油を製造するために用いられる。独特の潤滑油基礎原料油の組成利点は、異性体からなる分子配列を含めて飽和化合物部分の分布に由来すると考えられる。本開示は、恵まれた種の含有量を高めるかまたは本明細書で特定される悪く振る舞う種の含有量を制御することによって、ＡＳＴＭ  Ｄ４６８４により測定される低温性能についての調合油ＭＲＶ（ミニロータリー粘度計）、またはＡＳＴＭ  Ｄ２２７２により測定される酸化性能についての調合油ＲＰＶＯＴ（回転圧力容器酸化試験）などの、潤滑油基礎原料油の低温および酸化性能を制御する方法を提供する。本開示の潤滑油は、乗用車エンジンオイル（ＰＶＥＯ）製品として特に有利である。
【００３８】
本開示の潤滑油基礎原料油は、典型的な従来の潤滑油基礎原料油よりも、ＡＳＴＭ  Ｄ４６８４により測定されるＭＲＶ見かけ粘度などのエンジンオイルでの改善された低温特性と、タービン油でのＡＳＴＭ  Ｄ２２７２により測定されるＲＰＶＯＴ酸化安定性時間などの改善された酸化性能とを含むが、それらに限定されないいくつかの利点を提供する。本開示で用いられる水素化分解プロセスは、基礎原料油中の炭化水素分子の追加の環飽和、開環、水素化分解および異性化に柔軟性を提供する。
【００３９】
本明細書で用いるところでは、多環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物は、Ｘ−クラスおよびＺ−クラスに分類することができる。図８は、本開示の実施形態に従ったＸ−クラスおよびＺ−クラスの例示的な多環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物を示す。図８を参照すると、任意の環構造へのパラフィン側鎖の追加は、Ｘ−クラスを変更しないであろう。これは、飽和アルキル側鎖が式ＣｍＨ２ｍのものであるような、主たる種において見ることができる。だから、ＣｍＨ２ｍのＣｎＨ２ｎ＋ｘへの追加＝依然として式ＣｎＨ２ｎ＋ｘのものであるＣ（ｎ＋ｍ）Ｈ２（ｎ＋ｍ）＋ｘである。
【００４０】
さらに、図８を参照すると、アルキルナフテノ芳香族種は、Ｚ＝２（環＋二重結合−１）の式ＣｎＨ２ｎ＋ｚに従い；Ｚ−クラスの分子を与える。Ｚ−クラスは、ラップアラウンドによってＸ−クラスに変わる。だから、Ｚ＝−１０まで、Ｘ−クラスおよびＺ−クラスは同一である。しかし、−１２のＺ−クラスは、＋２のＸ−クラスと同じであり；−１４のＺ−クラスは、０のＸ−クラスと同じであるなど；２、０、−２、−４、−６、−８または−１０のＸ−クラスが得られるように、式：１４（の倍数）マイナスＺ−クラスで与えられる。Ｚ−クラスはまた、式ＣｎＨ２ｎ＋ｚＹ（ここで、Ｙはヘテロ原子（Ｓ、Ｎなど）である）を有するヘテロ−ナフテノ芳香族種にも応用されるであろう。これらは、ヘテロ原子の炭化水素種の含有量が非常に少ないグループＩＩ基礎原料油である。Ｚ−クラスの定義は、Ｋｌａｕｓ  Ｈ．ＡｌｔｇｅｌｔおよびＭｉｅｃｚｙｓｌａｗ  Ｍ．Ｂｏｄｕｓｚｙｎｓｋｉ，Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  Ｈｅａｖｙ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  Ｆｒａｃｔｉｏｎｓ，ＣＲＣ  Ｐｒｅｓｓ，１９９３によって記載されている。
【００４１】
本開示に従って、独特の組成のグループＩＩ基礎原料油（図９および１０での例）は、供給原料（すなわち、約２０〜約４５の溶媒脱ろう油供給物粘度指数を有する減圧ガスオイル供給原料）を使用する水素化分解プロセスによって生み出され、３．５ｃｓｔ〜１３ｃｓｔの様々な基礎原料油粘度を示す。組成の差は、シクロパラフィンおよびナフテノ芳香環種の分布の差を含み、多環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物と比べてより大きい相対量の１環につながる。図９および１０は、それぞれにおいて行１４を参照すると、本開示の低粘度基礎原料油においては１．１を超え、そして本開示の高粘度基礎原料油においては１．２を超えるシクロパラフィン性能比を示す。
【００４２】
８ｃＳｔ超の１００℃での動粘度を有する基礎原料油についてのシクロパラフィン性能比、すなわち、本開示の高粘度基礎原料油のシクロパラフィン性能比は、試験試料としての０．３ｃＳｔ以内の１００℃での動粘度を持った２０１６年以前に商業的に入手可能な重質中性グループＩＩでの同じ比と比べて、前記基礎原料油中のモノシクロパラフィン種（０の水素不足Ｘ−クラス）対多環シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種（−２、−４、−６、−８および−１０の水素不足Ｘ−クラスの種の合計）の比として計算された（ここで、モノシクロパラフィン種から多環シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種までの量はすべて、同じ較正で同じ機器でのＧＣＭＳを用いて測定される）。
【００４３】
同様に、８ｃＳｔよりも低い１００℃での動粘度を持った基礎原料油について、すなわち、本開示の低粘度基礎原料油のシクロパラフィン性能比は、試験試料としての０．３ｃＳｔ以内の１００℃での動粘度を持った２０１６年以前に商業的に入手可能な軽質中性グループＩＩでの同じ比と比べて、前記基礎原料油中のモノシクロパラフィン種（０の水素不足Ｘ−クラス）対多環シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種（−２、−４、−６、−８および−１０の水素不足Ｘ−クラスの種の合計）の比として計算された（ここで、モノシクロパラフィン種から多環シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種までの量はすべて、同じ較正で同じ機器でのＧＣＭＳを用いて測定される）。
【００４４】
その上、本開示の基礎原料油において、２＋、３＋、４＋環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物について、図９および１０、それぞれの行１５、１６、および１７に示されるような多環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物の絶対値は、粘度範囲にわたって商業的に公知の基礎原料油と比べて本開示の基礎原料油においてより低い。具体的には、本開示の実例基礎原料油は、低粘度生成物では、３５．７％未満の図８に示されるような−２Ｘ−クラスの種、主に２Ｘ−クラスの２＋環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物、１１．０％未満の図８に示されるような−４Ｘ−クラスの種、主に４Ｘ−クラスの３＋環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物、および３．７％未満の図８に示されるような−６Ｘ−クラスの種、主に６Ｘ−クラスの４＋環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物、ならびに高粘度生成物については、３９％未満の図８に示されるような−２Ｘ−クラスの種、主に２Ｘ−クラスの２＋環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物、１０．８％未満の図８に示されるような−４Ｘ−クラスの種、主に４Ｘ−クラスの３＋環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物、および３．２％未満の図８に示されるような−６Ｘ−クラスの種、主に６Ｘ−クラスの４＋環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物を示す。多環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物のより低い量はまた、３環種の個別の数（図９および１０、それぞれの行７）；低粘度生成物については７．８％未満および高粘度生成物については７．９％未満に注目することによって理解することができる。その上、本開示の基礎原料油はまた、フル粘度範囲にわたってモノシクロパラフィン種のより高い量；低粘度基礎原料油については４０．７％超および高粘度基礎原料油については３８．８％超を示す。さらに、本開示の基礎原料油は、好ましくは５％未満の総量、より好ましくは２％未満の総量の、相応して図８に示されるのと同じＸ−クラスのナフテノ芳香族種を含むことができる。
【００４５】
さらに、ワイドカット供給物を使用すると、より重質の基礎原料油がより軽質の基礎原料油と併産されるという利点を有する。図１０、その行４に見られるように、高粘度基礎原料油は、平均すると８０％に近い、市販の基礎原料油と比べてかなりより低い全シクロパラフィン含有量（７５％未満）を示す。
【００４６】
その上、低および高粘度基礎原料油は両方とも、より高いＶＩを示し、本開示の高粘度基礎原料油は、１０６〜１１２範囲、例えば、１０９以下〜１１２範囲のＶＩを有する。さらに、本開示の低および高粘度基礎原料油は、合計して９５重量％超の飽和化合物、または９８重量％超もしくは９９重量％超の飽和化合物を有し得る。
【００４７】
その上、高粘度基礎原料油は、１３Ｃ−ＮＭＲにより測定されるように１００個の炭素原子当たり１３．３個超のイプシロン炭素原子によって明らかなようにこれらの種のイソ−パラフィン部分上により低い程度の分岐、および１３Ｃ−ＮＭＲにより測定されるように１００個の炭素原子当たり２．８個超のアルファ炭素原子によって明らかなようにこれらの種のイソ−パラフィン部分上により大きい数の長いアルキル分岐を示す（図１０、行１８および２０）。特性のいくつかの独特の組み合わせはまた、高粘度生成物と併産される低粘度基礎原料油において特に見られる。例えば、本開示の低粘度基礎原料油は、１１０超の粘度指数を保持しながら１２％未満のイプシロン炭素含有量を有する（図９、行１８および３）。
【００４８】
図９および１０に含まれる本開示の模範的な基礎原料油の組成特性の詳細な要約が、以下に示される。
【００４９】
１００℃で範囲４〜６ｃＳｔ、または１００℃での５〜６ｃＳｔの動粘度を持った基礎原料油について、組成物は好ましくは、
ＧＣＭＳにより測定されるように、モノシクロパラフィン種が、全種の４４％または４６％または４８％超；全種の好ましくは４６％超、より好ましくは４７％超、さらに一層好ましくは４８％超を構成し；
ＧＣＭＳより測定されるように、類似の商業的に入手可能な水素処理基礎原料油における同じ比と比べてモノシクロパラフィン種（０の水素不足Ｘ−クラス）対多環シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種（−２、−４、−６、−８および−１０の水素不足Ｘ−クラスの種の合計）の比（シクロパラフィン性能比（ＣＰＲ））が、１．０５超、または１．１超、または１．２超、または１．３超、または１．４超、または１．５超、または１．６超；ＧＣＭＳにより測定されるように好ましくは１．２超、より好ましくは１．４超、さらに一層好ましくは１．６超であり；
ＧＣＭＳにより測定されるように、−２、−４、−６、−８および−１０の水素不足Ｘ−クラスの全種、すなわち、２＋環シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種の合計が、全種の３４％未満または３３％未満または３１％未満または３０％未満；好ましくは３４％未満、より好ましくは３３％未満、さらに一層好ましくは３０％未満を構成し；
ＧＣＭＳにより測定されるように、−４、−６、−８および−１０の水素不足Ｘ−クラスの全種、すなわち、３＋環シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種の合計が、全種の１０．５％未満または９．５％未満または９％未満または８．５未満；好ましくは１０．５％未満、より好ましくは１０％未満、さらに一層好ましくは９％未満を構成し；
ＧＣＭＳにより測定されるように、−６、−８および−１０の水素不足Ｘ−クラスの全種、すなわち、４＋環シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種の合計が、全種の２．９％未満または２．７％未満または２．６％未満；好ましくは２．９５％未満、より好ましくは２．７％未満、さらに一層好ましくは２．５％未満を構成し；
１３Ｃ−ＮＭＲにより測定されるように１００個の炭素原子当たり１．１個超の第三級またはペンダントプロピル基；１３Ｃ−ＮＭＲにより測定されるように１００個の炭素原子当たり好ましくは１．２個超、より好ましくは１．２５個超の第三級またはペンダントプロピル基によって明らかにされるこれらの種のイソ−パラフィン／アルキル部分上のより長い分岐；ならびに
ＧＣＭＳにより測定されるように、モノメチルパラフィン種が、全種の１．３％未満、または１．１％未満、または０．９％未満、または０．８％未満、または０．７％未満；好ましくは１．３％未満、より好ましくは０．８％未満、さらに一層好ましくは０．６％未満を構成する
ものである。
【００５０】
１００℃で範囲１０〜１４ｃＳｔの動粘度を持った基礎原料油について、組成物は好ましくは、
ＧＣＭＳにより測定されるように、モノシクロパラフィン種が、全種の３９％超または３９．５％超または４０％超または４１％超；全種の好ましくは３９％超、より好ましくは４０％超、さらに一層好ましくは４１．５％超を構成し；
シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種、すなわち、０、−２、−４、−６、−８、および−１０の水素不足Ｘ−クラスの全種の合計が、全種の７３％未満または７２％未満または７１％未満；好ましくは７３％未満、より好ましくは７２％未満、さらに一層好ましくは７０．５％未満を構成し；
類似の商業的に入手可能な水素処理基礎原料油における同じ比と比べてモノシクロパラフィン種（０の水素不足Ｘ−クラス）対多環シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種（−２、−４、−６、−８および−１０の水素不足Ｘ−クラスの種の合計）の比（シクロパラフィン性能比）が、ＧＣＭＳより測定されるように１．０５超、または１．１超、または１．２超または１．３超または１．４超；ＧＣＭＳにより測定されるように好ましくは１．２超、より好ましくは１．４超、さらに一層好ましくは１．６超であり；
ＧＣＭＳにより測定されるように、−２、−４、−６、−８および−１０の水素不足Ｘ−クラスの全種、すなわち、２＋環シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種の合計が、全種の３６％未満または３５％未満または３４％未満または３２％未満または３０％未満；好ましくは３６％未満、より好ましくは３２％未満、さらに一層好ましくは３０％未満を構成し；
ＧＣＭＳにより測定されるように、−４、−６、−８および−１０の水素不足Ｘ−クラスの全種、すなわち、３＋環シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種の合計が、全種の１０．５％未満、または１０％未満または９％未満または８％未満；好ましくは１０．５％未満、より好ましくは９％未満、さらに一層好ましくは８％未満を構成し；
ＧＣＭＳにより測定されるように、−６、−８および−１０の水素不足Ｘ−クラスの全種、すなわち、４＋環シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種の合計が、全種の２．８％以上；好ましくは２．８％未満、より好ましくは２．７％未満、さらに一層好ましくは２．５％未満を構成し；
１３Ｃ−ＮＭＲにより測定されるように１００個の炭素原子当たり１３個超、または１４個超または１４．５個超のイプシロン炭素原子；１３Ｃ−ＮＭＲにより測定されるように１００個の炭素原子当たり好ましくは１３個超、より好ましくは１４個超、さらに一層好ましくは１４．５個超のイプシロン炭素原子によって明らかにされるこれらの種のイソ−パラフィン／アルキル部分上のより高程度の分岐；
１３Ｃ−ＮＭＲにより測定されるように１００個の炭素原子当たり２．７個超、または２．８個超、または２．８５個超、または２．９個超、または２．９５個超のアルファ炭素原子；１３Ｃ−ＮＭＲにより測定されるように１００個の炭素原子当たり好ましくは２．８個超、より好ましくは２．９個超、さらに一層好ましくは２．９５個超のアルファ炭素原子によって明らかにされるこれらの種のイソ−パラフィン／アルキル部分上のより大きい数の長いアルキル分岐；ならびに
ＤＳＣ法による微晶質ワックスの溶融での速い熱流量増加率（０．０００５〜０．００１５Ｗ／ｇ．Ｔ）で特徴づけられる残存ワックス分布
であるものである。
【００５１】
本開示の基礎原料油は、典型的なグループＩＩ基礎原料油と比べてより低い全シクロパラフィン含有量を有する。これは、競合基礎原料油を上回る本開示の基礎原料油のＶＩ利点を提供すると考えられる。意外にも、本開示の基礎原料油はまた、より低い全体シクロパラフィン含有量およびナフテノ芳香族種含有量にもかかわらず、Ｘ−クラス０環種（モノシクロパラフィン種に相当する）のより高い含有量を有する。理論に制約されるわけではないが、多環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物のより低い量に対する１つの仮説は、低い多環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物につながる開環反応が、本開示の基礎原料油を製造するために用いられるプロセス条件下で高い選択性を有し得るというものである。本開示の基礎原料油を製造するために用いられるプロセススキームは、ＶＩを潜在的に改善する開環反応に有利に働き得る低い硫黄（スイート）処理条件下で酸性部位を有する貴金属触媒のより多い活用を可能にする。
【００５２】
本開示に従って、イソ−パラフィンおよびモノシクロパラフィン種の量を増やすことによってＡＳＴＭ  Ｄ４６８４により測定されるＭＲＶを改善する方法が提供される。本明細書に記載されるように、本開示の基礎原料油は、低温性能の改善に寄与し得る、より低い多環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族含有量ならびにより高いモノシクロパラフィン含有量を有する。これは、シクロパラフィン含有量の比較的小さい変化が低温性能に影響を及ぼすとは予期され得ないので意外である。寄与し得るシクロパラフィンおよび／または分岐の長鎖パラフィンなどの飽和種の興味深い分布があると考えられる。したがって、ある実施形態において、本開示は、より厳しい処理により多環シクロパラフィンをモノシクロパラフィンへと変換し、次にこの基油を低い多環シクロパラフィン種とブレンドして調合物にすることによってＡＳＴＭ  Ｄ４６８４により測定されるＭＲＶ性能を改善する方法を提供する。
【００５３】
本開示に従って、多環シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種を減らすことによってＡＳＴＭ  Ｄ２２７２により測定される回転圧力容器酸化試験（ＲＰＶＯＴ）を改善するための方法が提供される。本開示の基礎原料油、特により高粘度基礎原料油は、類似粘度ＡＰＩグループＩＩ基礎原料油よりも一方向に低い量のシクロパラフィンを示す。また、そのような基礎原料油における個別シクロパラフィン型分子分布は、類似粘度競合グループＩＩ基礎原料油についてのものとは異なる。本開示の基礎原料油における全体組成差は、タービン油調合物に関してＡＳＴＭ  Ｄ２２７２によりＲＰＶＯＴによって測定されるように一方向により良好な酸化安定性をもたらす。理論に制約されるわけではないが、ある種のタイプのシクロパラフィン分子は、酸化開始反応での阻止によってか、酸化生成物を溶液中にたぶん保つかのいずれかによってより良好な酸化安定性を提供するので、他のタイプのシクロパラフィン分子を上回って好ましいものであり得るとまた考えられる。イソ−パラフィン分子はシクロパラフィン型分子よりもさらに一層好ましいかもしれないとまた考えられる。これは、より高いＲＰＶＯＴ平均時間をもたらす。したがって、本開示は、次のとおり組成空間当たりの多環シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種を特に減らすことによって酸化安定性を制御する方法を提供する：
競合基礎原料油よりも２〜７％低い全体シクロパラフィン分子含有量；
単環クラスのシクロパラフィン分子が２〜４％より高かった；
２環クラスのシクロパラフィン分子が２〜５％より低かった；
３環クラスのシクロパラフィン分子が１〜６％より低かった；そして
すべての４水素不足クラスおよびナフテノ芳香族分子の合計が、約２〜６％より低い約１０％である。
【００５４】
基油は、本開示のエンジンまたは他の機械構成部品潤滑油組成物の主成分を構成し、典型的には、組成物の総重量を基準として、約５０〜約９９重量パーセント、好ましくは約７０〜約９５重量パーセント、より好ましくは約８５〜約９５重量パーセントの範囲の量で存在する。本明細書に記載されるように、添加剤は、本開示のエンジンまたは他の機械構成部品潤滑油組成物の微量成分を構成し、典型的には、組成物の総重量を基準として、約５０重量パーセント未満、好ましくは約３０重量パーセント未満、より好ましくは約１５重量パーセント未満の範囲の量で存在する。
【００５５】
例えば、基礎原料油成分と共基礎原料油成分との基油の混合物が、必要ならば使用されてもよい。共基礎原料油成分は、約１〜約９９重量パーセント、好ましくは約５〜約９５重量パーセント、より好ましくは約１０〜約９０重量パーセンの量で本開示の潤滑油中に存在する。本開示の好ましい態様において、低粘度および高粘度基礎原料油は、５〜９５重量％の低粘度基礎原料油と、５〜９５重量％の高粘度基礎原料油とを含む基礎原料油ブレンドの形態で使用される。好ましい範囲は、１０〜９０重量％の低粘度基礎原料油と、１０〜９０重量％の高粘度基礎原料油とを含む。１５〜８５重量％の低粘度基礎原料油と、１５〜８５重量％の高粘度基礎原料油との、好ましくは２０〜８０重量％の低粘度基礎原料油と、２０〜８０重量％の高粘度基礎原料油との、より好ましくは２５〜７５重量％の低粘度基礎原料油と、２５〜７５重量％の高粘度基礎原料油との基礎原料油ブレンドが最も通常、エンジンまたは他の機械構成部品潤滑油組成物に使用される。
【００５６】
本開示の第１の好ましい態様において、本開示の低粘度基礎原料油は、組成物の総重量を基準として、約５０〜約９９重量パーセント、好ましくは約７０〜約９５重量パーセント、より好ましくは約８５〜約９５重量パーセントの範囲の量で、または例えば唯一の基油としてエンジンまたは他の機械構成部品潤滑油組成物に使用される。本開示の第２の好ましい態様において、本開示の高粘度基礎原料油は、組成物の総重量を基準として、約５０〜約９９重量パーセント、好ましくは約７０〜約９５重量パーセント、より好ましくは約８５〜約９５重量パーセントの範囲の量で、または例えば唯一の基油としてエンジンまたは他の機械構成部品潤滑油組成物に使用される。
【００５７】
潤滑油のための水素化分解プロセスは、本開示の秀でた低温および酸化性能を持った組成的に恵まれた基礎原料油を生み出すために用いることができる。供給原料（すなわち、約２０〜約４５の溶媒脱ろう油供給物粘度を有する減圧ガスオイル供給原料）は、主に、粘度指数（ＶＩ）を増加させ、そして硫黄および窒素を除去する水素化処理装置である第１段階によって処理される。これに、より低い沸点の分子が除去されるストリッピングセクションが続く。より高沸点留分は次に、水素化分解、脱ろう、および水素化仕上げが行われる第２段階に入る。供給原料とプロセスアプローチとのこの組み合わせは、独特の組成特性を持った基礎原料油を生み出す。これらの独特の組成特性は、生み出されたより低粘度およびより高粘度基礎原料油の両方で観察される。
【００５８】
潤滑油基礎原料油は、供給原料（すなわち、減圧ガスオイル供給原料（すなわち、約２０〜約４５の溶媒脱ろう油供給物粘度指数を有する減圧ガスオイル供給原料）を、従来法で処理された低粘度基礎原料油と比べて独特の組成特性を持った低粘度生成物をもたらす低粘度カットの従来ＶＩ目標を達成するために水素化分解プロセスで処理することによって生み出すことができる。潤滑油基礎原料油組成は、ガスクロマトグラフィー質量分析法（ＧＣＭＳ）、超臨界流体クロマトグラフィー（ＳＦＣ）、カーボン−１３核磁気共鳴（１３Ｃ  ＮＭＲ）、プロトン核磁気共鳴（プロトン−ＮＭＲ）、および示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）などの進歩した分析技術の組み合わせを用いて測定することができる。本開示の実施形態による、そして４〜６ｃＳｔの範囲の１００℃での動粘度を有するグループＩＩ低粘度潤滑油基礎原料油の例は、図９に記載される。潤滑油および潤滑基礎原料油の動粘度は、ＡＳＴＭ試験方法Ｄ４４５に従って測定される。参考のために、本開示の低粘度潤滑油基礎原料油が、同じ粘度範囲を有する典型的なグループＩＩ低粘度基礎原料油と比較される。
【００５９】
上記方法からの処理高粘度生成物はまた、本明細書に記載される独特の組成特性を示すことができる。１０〜１４ｃＳｔの範囲の１００℃での動粘度を有するそのようなグループＩＩ高粘度潤滑油基礎原料油は、図１０に記載される。参考のために、本開示の高粘度潤滑油基礎原料油が、同じ粘度範囲を有する典型的なグループＩＩ高粘度基礎原料油と比較される。
【００６０】
重質留出物またはガスオイル型供給物などの、より重質の供給物を処理する１つの選択肢は、水素化分解を用いて供給物の一部を変換することである。７００°Ｆ（３７１℃）部分などの、特定の沸点よりも下で変換される供給物の部分は、ナフサおよびディーゼル燃料生成物に使用することができ、そして一方、残りの未変換部分は、潤滑油基礎原料油として使用することができる。
【００６１】
ディーゼルおよび／または潤滑油基礎原料油収率の改善は、一つには、脱ろう触媒の使用によって可能にされる代わりの配置構成に基づくことができる。例えば、ゼオライトＹベースの水素化分解触媒は、環状および／または分岐炭化水素の分解にとって選択的である。分岐の少ないまたは分岐のないパラフィン分子は、所望レベルの変換を達成するために厳しい水素化分解条件を必要とし得る。これは、供給物中の環状および／またはより高分岐分子の過分解をもたらし得る。接触脱ろうプロセスは、パラフィン分子の分岐を増やすことができる。これは、後続の水素化分解段階が分岐数の増えたパラフィン分子をより低沸点種に変換する能力を増加させることができる。
【００６２】
様々な実施形態において、ナフサおよび他の価値がより少ない種へのより高沸点分子の変換を最小限にしながら、スイートまたはサワー環境での使用に好適である脱ろう触媒を選択することができる。脱ろう触媒は、供給物の最初の水素化処理、水素化処理供給物の水素化分解、および水素化分解からの流出物の脱ろう、および任意選択の最終水素化処理を含む第１段階での統合プロセスの一環として使用することができる。あるいは、脱ろう段階は、水素化分解前の水素化処理供給物に関して行うことができる。任意選択的に、水素化分解段階は省略することができる。処理供給物は次に、７００°Ｆ（３７１℃）よりも下などの、特定の温度よりも下で沸騰する供給物の部分を分離するために分留することができる。第２段階を次に、分留装置からの未変換ボトムを処理するために用いることができる。ボトムフラクションは、さらなる変換のために水素化分解する、任意選択的に水素化仕上げする、および任意選択的に脱ろうすることができる。
【００６３】
従来のスキームでは、任意の接触脱ろうおよび／または水素異性化は、別個の反応器で行われる。これは、従来の触媒が、水素化分解流出物中に典型的に存在するヘテロ原子汚染物質（Ｈ２Ｓ  ＮＨ３、有機硫黄および／または有機窒素などの）によって被毒されるという事実による。したがって、従来のスキームでは、分離工程が、ヘテロ原子汚染物質の量をまず減らすために用いられる。水素化分解装置流出物から様々なカットを分離するために蒸留がまた行われる必要があるので、分離は、蒸留と同時に、それ故脱ろうの前に行われてもよい。
【００６４】
様々な実施形態において、脱ろう触媒の層は、分離段階を必要とせずに、第１段階での水素化処理および／または水素化分解工程の後に含めることができる。汚染物質耐性触媒を使用することによって、穏和な脱ろう工程を、全の水素化処理、水素化分解、または水素化処理および水素化分解流出物に関して行うことができる。これは、流出物中に存在するすべての分子が穏和な脱ろうに曝されることを意味する。この穏和な脱ろうは、より長鎖分子の沸点を変更し、こうして普通はボトムとして蒸留工程を出得る分子が潤滑油基礎原料油に好適な分子に変換されることを可能にする。同様に、潤滑油基礎原料油に好適ないくつかの分子が、ディーゼル範囲分子に変換されるであろう。
【００６５】
脱ろう工程を第１サワー段階に有することによって、第１段階からの流出物の低温流れ特性を改善することができる。これは、第１ディーゼル生成物が第１段階後に分留から生成することを可能にすることができる。第１段階後の分留によるディーゼル生成物の産出は、１つ以上の利点を提供することができる。これは、第１ディーゼル生成物の水素化分解へのさらなる暴露を回避することができ、それ故、ディーゼルと比べて生成するナフサの量を減らす。第１段階後の分留装置からのディーゼル生成物の取り出しはまた、第２またはその後の段階で処理される流出物の容積を減らす。さらに別の利点は、第１段階からのボトム生成物が、脱ろう機能なしの第１段階と比べて改善された品質を有することであり得る。例えば、第２段階用のインプットとして使用されるボトムフラクションは、改善された低温流れ特性を有することができる。これは、所望の生成物規格を達成するために第２段階で必要とされる厳しさを減らすことができる。
【００６６】
第２段階は、様々なやり方で配置構成することができる。１つの選択肢は、ディーゼル産出を強調することであり得る。このタイプの選択肢では、第２段階からの未変換ボトムの部分は、第２段階にリサイクルすることができる。これは任意選択的に、ディーゼル産出を最大限にするために、消滅するまで行うことができる。あるいは、第２段階は、ボトムから少なくともいくらかの潤滑油基礎原料油を生み出すために配置構成することができる。
【００６７】
さらに別の利点は、いくつかの実施形態によって提供される柔軟性であり得る。第１段階および第２段階の両方での脱ろう能力の包含は、プロセス条件が、触媒を潜在的な被毒から保護するための条件を選択することとは対照的に、所望の生成物に基づいて選択されることを可能にし得る。
【００６８】
本開示に従って使用される脱ろう触媒は、硫黄供給物の存在下で従来の脱ろう触媒と比べて活性利点を提供することができる。脱ろうとの関連で、硫黄供給物は、少なくとも１００重量ｐｐｍの硫黄、または少なくとも１０００重量ｐｐｍの硫黄、または少なくとも２０００重量ｐｐｍの硫黄、または少なくとも４０００重量ｐｐｍの硫黄、または少なくとも４０，０００重量ｐｐｍの硫黄を含有する供給物を表すことができる。供給物および水素ガス混合物は、１，０００重量ｐｐｍ以上の硫黄、または５，０００重量ｐｐｍ以上の硫黄、または１５，０００重量ｐｐｍ以上の硫黄を含むことができる。その上別の実施形態において、硫黄は、ガスのみに、液体のみにまたは両方に存在してもよい。本開示については、これらの硫黄レベルは、水素処理供給原料基準で重量により百万当たりの部（ｐｐｍ）で脱ろう段階に供給される液体およびガス形態のすべての合わせた硫黄と定義される。
【００６９】
この利点は、その両方が微小孔表面積対全表面積の高い比を得るために選択される、低表面積の金属酸化物耐熱性バインダーと組み合わせた１０員環細孔、１次元ゼオライトを含む触媒の使用によって達成することができる。あるいは、ゼオライトは、低いシリカ対アルミナ比を有する。別の代案として、触媒は、非結合の１０員環細孔、１次元ゼオライトを含むことができる。脱ろう触媒は、ＶＩ族またはＶＩＩＩ族金属、好ましくはＶＩＩＩ族貴金属などの金属水素化機能をさらに含むことができる。好ましくは、脱ろう触媒は、ＺＳＭ−４８またはＺＳＭ−２３などの、１次元１０員環細孔触媒である。
【００７０】
外部表面積および微小孔表面積は、触媒の全表面積を特徴づける１つの方法を意味する。これらの表面積は、表面積測定のためのＢＥＴ法を用いる窒素ポロシメトリーデータの解析に基づいて計算される。例えば、Ｊｏｈｎｓｏｎ，Ｍ．Ｆ．Ｌ．，Ｊｏｕｒ．Ｃａｔａｌ．，５２，４２５（１９７８）を参照されたい。微小孔表面積は、脱ろう触媒中のゼオライトの１次元細孔による表面積を意味する。触媒中のゼオライトのみが、表面積のこの部分に寄与するであろう。外部表面積は、触媒内のゼオライトかバインダーかのいずれかによることができる。
【００７１】
本開示のプロセス配置構成は、先行技術グループＩＩ基礎原料油と比べて独特の組成特性を有する高粘度、高品質グループＩＩ基礎原料油を生み出す。組成利点は、組成物の飽和化合物およびナフテノ芳香族部分に由来し得る。その上、組成利点は、特に比較的より低い流動点で、適用できる対照と比べて予想を下回るＮｏａｃｋ（ノアク）揮発性を高粘度材料に与える。
【００７２】
本開示の基礎原料油は、２ｃＳｔ以上、または４ｃＳｔ以上、または６ｃＳｔ以上、または８ｃＳｔ以上、または１０ｃＳｔ以上、または１２ｃＳｔ以上、または１４ｃＳｔ以上の１００℃での動粘度をもたらす。これは、本発明のグループＩＩ基礎原料油が、先行技術グループＩＩ基礎原料油で達成できたものよりも高い粘度を要求する新規潤滑油用途のホストに使用されることを可能にする。その上、１１ｃＳｔ超の１００℃での動粘度で、分留中により狭いカットを取る必要なしに、従来の触媒処理によって得られるものよりも低いＮｏａｃｋ揮発性を達成することができる。
【００７３】
本開示の基礎原料油は、本明細書に開示される統合された水素化分解および脱ろうプロセスによって生み出される。本明細書に開示される統合された水素化分解および脱ろうプロセスについては、酸性部位が脱水素、分解、異性化、および脱アルキル化を触媒し、そして一方、金属部位が水素化、水素化分解、および異性化を促進する。酸機能が主役となるシステムは、過度の分解をもたらし、そして一方、高濃度の金属の触媒システムは、主として水素化につながる。酸性酸化物上に担持された貴金属は、選択的開環のための最も活性な触媒であるが、これらの触媒は、石油供給原料中の硫黄化合物による被毒に敏感である。これは、基礎原料油分子のより都合のよいバランスにつながる。特に、開環反応は潜在的に、いくつかの潤滑油品質尺度（例えば、ＶＩ）を改善するベース処理と比べて最高の選択性増加を有する。しかしながら、これはまた、開環で起こることが期待されない粘度保持利点をもたらす。本明細書に開示される統合された水素化分解および脱ろうプロセスによって生み出されたグループＩＩ基礎原料油について起こるこの粘度増加は、意外であり、予想外である。
【００７４】
さらに、本基礎原料油は、粘度指数、Ｎｏａｃｋ揮発性／ＣＣＳ粘度（Ｃｏｌｄ  Ｃｒａｎｋ  Ｓｉｍｕｌａｔｏｒ（コールドクランク・シミュレータ）粘度）によって測定されるようなブレンド性、Ｎｏａｃｋ揮発性によって測定されるような揮発性、流動点によって測定されるような低温性能、ＲＰＶＯＴによって測定されるような酸化安定性、沈着形成および毒性を含むが、それらに限定されない、完成潤滑油特性の改善をもたらす。より特に、本発明のグループＩＩ基礎原料油を含む潤滑油組成物は、８０〜１２０、または９０〜１２０、または１００〜１２０、または９０〜１１０の粘度指数をもたらす。本発明のグループＩＩ基礎原料油を含む潤滑油組成物のＲＰＶＯＴ試験（２５．４ｐｓｉ圧力降下までの分単位の時間についてのＡＳＴＭ  １１）２２７２試験により測定されるような酸化安定性は、８２０〜１０００、または８７５〜１０００、または８７５〜９５０分の範囲である。少なくとも１０ｃＳｔのＫＶ１００粘度についてのグループＩＩ基礎原料油のＡＳＴＭ  Ｂ３９５２またはＤ５８００、方法Ｂ試験により測定されるようなＮｏａｃｋ揮発性は、４重量％未満、または３重量％未満、または２重量％未満、または１重量％未満、または０．５重量％未満である。本発明のグループＩＩ基礎原料油を含む潤滑油組成物のＡＳＴＭ  Ｂ３９８３またはＤ５９５０−１試験により測定されるような流動点は、−１０℃〜−４５℃の範囲、または−１２℃未満、または−１５℃未満、−２０℃未満、または−３０℃未満、または−４０℃未満である。
【００７５】
本明細書に開示される統合された水素化分解および脱ろうプロセスによって生み出される本開示の基礎原料油は、増加した粘度および他の有益な特性をもたらす、ナフテンおよびナフテノ芳香族種の分布によって測定されるような新規の組成構造を有する。
【００７６】
本開示の４〜６または５〜６または５〜７ｃＳｔ（ＫＶ１００）潤滑油基礎原料油の独特の組成特徴は、また、ＵＶ吸光係数によって定量化され得る。１００℃で範囲４〜６ｃＳｔ、または好ましく５〜６ｃＳｔの動粘度を持った基礎原料油について、紫外（ＵＶ）分光法によって測定されるような、芳香族化合物の量および分布は、約０．０２０  ｌ／ｇｍ−ｃｍ未満、好ましくは約０．０１５  ｌ／ｇｍ−ｃｍ未満の２８０〜３２０ｎｍの間の吸光係数である。
【００７７】
ある実施形態において、１００℃で範囲４〜６ｃＳｔ、または１００℃で５〜６ｃＳｔの動粘度を持った基礎原料油について、紫外（ＵＶ）分光法によって測定されるような、芳香族化合物の量および分布は、
約０．１６  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２２６ｎｍでの吸光係数；
約０．０１４  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２７５ｎｍでの吸光係数；
約０．００６  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３０２ｎｍでの吸光係数；
約０．００７  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３１０ｎｍでの吸光係数；および
約０．００１８  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３２５ｎｍでの吸光係数
である。
【００７８】
別の実施形態において、１００℃で範囲４〜６ｃＳｔ、または１００℃で５〜６ｃＳｔの動粘度を持った基礎原料油について、紫外（ＵＶ）分光法によって測定されるような、芳香族化合物の量および分布は、
約０．１６  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２２６ｎｍでの吸光係数；
約０．００８  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２５４ｎｍでの吸光係数；
約０．０１４  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２７５ｎｍでの吸光係数；
約０．００６  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３０２ｎｍでの吸光係数；
約０．００７  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３１０ｎｍでの吸光係数；
約０．００１８  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３２５ｎｍでの吸光係数；
約０．００１４  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３３９ｎｍでの吸光係数；および
約０．０００１５  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の４００ｎｍでの吸光係数
である。
【００７９】
その上別の実施形態において、１００℃で範囲４〜６ｃＳｔ、または１００℃で５〜６ｃＳｔの動粘度を持った基礎原料油について、紫外（ＵＶ）分光法によって測定されるような、芳香族化合物の量および分布は、
約０．１５  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２２６ｎｍでの吸光係数；
約０．００７  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２５４ｎｍでの吸光係数；
約０．０１３  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２７５ｎｍでの吸光係数；
約０．００５  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３０２ｎｍでの吸光係数；
約０．００６  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３１０ｎｍでの吸光係数；
約０．００１７  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３２５ｎｍでの吸光係数；
約０．００１３  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３３９ｎｍでの吸光係数；および
約０．０００１４  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の４００ｎｍでの吸光係数
である。
【００８０】
さらに別の実施形態において、１００℃で範囲４〜６ｃＳｔ、または１００℃で５〜６ｃＳｔの動粘度を持った基礎原料油について、紫外（ＵＶ）分光法によって測定されるような、芳香族化合物の量および分布は、
約０．１４  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２２６ｎｍでの吸光係数；
約０．００６  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２５４ｎｍでの吸光係数；
約０．０１２  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２７５ｎｍでの吸光係数；
約０．００４  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３０２ｎｍでの吸光係数；
約０．００５  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３１０ｎｍでの吸光係数；
約０．００１６  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３２５ｎｍでの吸光係数；
約０．００１２  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３３９ｎｍでの吸光係数；および
約０．０００１３  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の４００ｎｍでの吸光係数
である。
【００８１】
本開示の６〜１４ｃＳｔ（ＫＶ１００）潤滑油基礎原料油の独特の組成特徴は、また、ＵＶ吸光係数によって定量化され得る。１００℃で範囲６〜１４（好ましくは１０〜１４）ｃＳｔ、または１００℃で１０〜１３ｃＳｔの動粘度を持った基礎原料油について、紫外（ＵＶ）分光法によって測定されるような、芳香族化合物の量および分布は、約０．０２０  ｌ／ｇｍ−ｃｍ未満、好ましくは約０．０１５  ｌ／ｇｍ−ｃｍ未満の２８０〜３２０間の吸光係数である。
【００８２】
ある実施形態において、１００℃で範囲６〜１２（好ましくは１０〜１４）ｃＳｔ、または１００℃で１０〜１３ｃＳｔの動粘度を持った基礎原料油について、紫外（ＵＶ）分光法によって測定されるような、芳香族化合物の量および分布は、
約０．１２  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２２６ｎｍでの吸光係数；
約０．０１２  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２７５ｎｍでの吸光係数；
約０．０１４  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３０２ｎｍでの吸光係数；
約０．０１８  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３１０ｎｍでの吸光係数；および
約０．００９  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３２５ｎｍでの吸光係数
である。
【００８３】
別の実施形態において、１００℃で範囲６〜１２（好ましくは１０〜１４）ｃＳｔ、または１００℃で１０〜１３ｃＳｔの動粘度を持った基礎原料油について、紫外（ＵＶ）分光法によって測定されるような、芳香族化合物の量および分布は、
約０．１２  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２２６ｎｍでの吸光係数；
約０．００９  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２５４ｎｍでの吸光係数；
約０．０１２  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２７５ｎｍでの吸光係数；
約０．０１４  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３０２ｎｍでの吸光係数；
約０．０１８  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３１０ｎｍでの吸光係数；
約０．００９  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３２５ｎｍでの吸光係数；
約０．００７  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３３９ｎｍでの吸光係数；および
約０．０００８  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の４００ｎｍでの吸光係数
である。
【００８４】
その上別の実施形態において、１００℃で範囲６〜１２（好ましくは１０〜１４）ｃＳｔ、または１００℃で１０〜１３ｃＳｔの動粘度を持った基礎原料油について、紫外（ＵＶ）分光法によって測定されるような、芳香族化合物の量および分布は、
約０．１１  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２２６ｎｍでの吸光係数；
約０．００８  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２５４ｎｍでの吸光係数；
約０．０１１  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２７５ｎｍでの吸光係数；
約０．０１３  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３０２ｎｍでの吸光係数；
約０．０１７  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３１０ｎｍでの吸光係数；
約０．００８  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３２５ｎｍでの吸光係数；
約０．００６  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３３９ｎｍでの吸光係数；および
約０．０００７  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の４００ｎｍでの吸光係数
である。
【００８５】
さらに別の実施形態において、１００℃で範囲６〜１４（好ましくは１０〜１４）ｃＳｔ、または１００℃で１０〜１３ｃＳｔの動粘度を持った基礎原料油について、紫外（ＵＶ）分光法によって測定されるような、芳香族化合物の量および分布は、
約０．１０  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２２６ｎｍでの吸光係数；
約０．００７  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２５４ｎｍでの吸光係数；
約０．０１０  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の２７５ｎｍでの吸光係数；
約０．０１２  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３０２ｎｍでの吸光係数；
約０．０１６  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３１０ｎｍでの吸光係数；
約０．００７  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３２５ｎｍでの吸光係数；
約０．００５  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の３３９ｎｍでの吸光係数；および
約０．０００６  ｌ／ｇ−ｃｍ未満の４００ｎｍでの吸光係数
である。
【００８６】
本明細書に開示される統合された水素化分解および脱ろうプロセスによって生み出される本開示の基礎原料油はまた、水素化仕上げの前に少ない芳香族化合物を有する。その開示が参照により本明細書に援用される）、米国特許第８，１１４，６７８号明細書に記載されるようなＳＴＡＲ  ７試験方法により測定されるように、飽和化合物は、９０重量％以上、または９５重量％以上、または９７重量％以上であり、そして一方、芳香族化合物は、１０重量％以下、または５重量％以下、３重量％以下である。
【００８７】
広範囲の石油および化学物質供給原料を、本開示に従って水素処理することができる。好適な供給原料には、全体および常圧蒸留原油、大気圧および減圧残油、プロパン脱アスファルト化残油、例えば、ブライトストック、サイクルオイル（ライトサイクル）、ＦＣＣタワーボトム、大気圧および減圧ガスオイルならびにコーカーガスオイルなどの、ガスオイル、生バージン留出物などの軽質から重質留出物、水素化分解物、水素化処理油、脱ろう油、スラックワックス、フィッシャー−トロプシュ（Ｆｉｓｃｈｅｒ−Ｔｒｏｐｓｃｈ）ワックス、ラフィネート、ならびにこれらの物質の混合物が含まれる。典型的な供給物には、例えば、約５９３℃（約１１００°Ｆ）以下、通常約３５０℃〜約５００℃（約６６０°Ｆ〜約９３５°Ｆ）の範囲で沸騰する減圧ガスオイルが含まれ、この場合には、生み出されるディーゼル燃料の割合は、相応してより大きい。いくつかの実施形態において、供給物の硫黄含有量は、少なくとも１００重量ｐｐｍの硫黄、または少なくとも１０００重量ｐｐｍの硫黄、または少なくとも２０００重量ｐｐｍの硫黄、または少なくとも４０００重量ｐｐｍの硫黄、または少なくとも４０，０００重量ｐｐｍの硫黄であり得る。
【００８８】
本開示の方法に有用な、特に好ましい供給原料成分には、約２０〜約４５、好ましくは約２５〜約４０、より好ましくは約３０〜約３５の溶媒脱ろう油供給物粘度指数を有する減圧ガスオイル供給原料（例えば、中減圧ガスオイル供給物（ＭＶＧＯ））が含まれる。
【００８９】
サワー処理環境に耐性がある段階については、処理段階での硫黄の部分は、水素処理ガス流れ中の含有硫黄であり得ることが指摘される。これは、例えば、不純物としてＨ２Ｓを含有する水素処理反応からの流出物水素流れが、Ｈ２Ｓのいくらかまたはすべての除去なしにサワー環境プロセスへの水素インプットとして使用されることを可能にすることができる。不純物としてＨ２Ｓを含有する水素流れは、本開示による方法の段階の１つからの部分的にきれいにされたリサイクル水素流れであり得るし、または水素流れは、別の精製プロセスからのものであり得る。
【００９０】
本明細書で用いるところでは、段階は、単一反応器または複数の反応器に相当し得る。任意選択的に、多数の平行反応器を、本プロセスの１つ以上を行うために使用することができるし、または多数の平行反応器を、段階でのすべてのプロセスのために使用することができる。各段階および／または反応器は、水素処理触媒を含有する１つ以上の触媒床を含むことができる。触媒の「床」は部分的な物理的触媒床を意味できることが指摘される。例えば、反応器内の触媒床は、水素化分解触媒で部分的に、そして脱ろう触媒で部分的に充填されることができよう。説明において便宜上、２種の触媒が単一触媒床に一緒に積み重ねられてもよいけれども、水素化分解触媒および脱ろう触媒はそれぞれ、概念的に別個の触媒床と言うことができる。
【００９１】
様々なプロセスフロースキームが、本開示の様々な実施形態に従って利用可能である。一例では、供給物は最初に、供給物を水素化処理触媒の１つ以上の床に曝すことによって水素化処理することができる。全体水素化処理供給物は、分離なしに、次に水素化分解触媒の１つ以上の床の存在下で水素化分解することができる。全体水素化処理、水素化分解供給物は、分離なしに、次に脱ろう触媒の１つ以上の床の存在下で脱ろうすることができる。任意選択の第２水素化処理触媒床をまた、水素化分解プロセスか脱ろうプロセスかのいずれかの後に含めることができる。中間分離なしに水素化処理プロセス、水素化分解プロセス、および脱ろうプロセスを行うことによって、これらのプロセスを行うために必要とされる装置は、単一段階に含めることができる。
【００９２】
別の例では、供給物は最初に、供給物を水素化処理触媒の１つ以上の床に曝すことによって水素化処理することができる。全体水素化処理供給物は、分離なしに、次に脱ろう触媒の１つ以上の床の存在下で脱ろうすることができる。全体水素化処理、脱ろう供給物は、分離なしに、次に任意選択的に水素化分解触媒の１つ以上の床の存在下で水素化分解することができる。任意選択の第２水素化処理触媒床をまた含めることができる。中間分離なしに水素化処理プロセス、脱ろうプロセス、および水素化分解プロセスを行うことによって、これらのプロセスを行うために必要とされる装置は、単一段階に含めることができる。
【００９３】
サワー環境での水素化処理、脱ろう、および／または水素化分解後に、水素処理供給物は、様々な生成物へと分留することができる。分留の１つの選択肢は、水素処理供給物を、７００°Ｆ（３７１℃）などの、所望の変換温度よりも上および下で沸騰する部分へと分離することであり得る。この選択肢では、３７１℃よりも下で沸騰する部分は、ナフサ沸騰範囲生成物、ディーゼル沸騰範囲生成物、ナフサ沸騰範囲生成物よりも軽い炭化水素、ならびにＨ２ＳおよびＮＨ３などの水素処理中に生成した汚染物質ガスに相当する。任意選択的に、これらの様々な生成物流れの１つ以上は、分留によって異なる生成物として分離することができるし、または３７１℃よりも下で沸騰する部分からのこれらの生成物の分離は、後の分留工程で起こり得る。任意選択的に、３７１℃よりも下で沸騰する部分は、灯油生成物をまた含めるために分留することができる。
【００９４】
３７１℃よりも上で沸騰する部分は、ボトムフラクションに相当する。このボトムフラクションは、１種以上のタイプの水素処理触媒を含む第２水素処理段階へ通すことができる。第２段階は、水素化分解触媒の１つ以上の床、脱ろう触媒の１つ以上の床、および任意選択的に水素化仕上げまたは芳香族飽和触媒の１つ以上の床を含むことができる。第２段階での水素処理のための反応条件は、第１段階で用いられる条件と同じまたは異なるものであることができる。第１段階での水素化処理プロセスおよび分留のために、ボトムフラクションの硫黄含有量は、合わせたガスおよび液体硫黄基準で、１０００ｗｐｐｍ以下、または約５００ｗｐｐｍ以下、または約１００ｗｐｍ以下、または約５０ｗｐｍ以下、または約１０ｗｐｐｍ以下であり得る。
【００９５】
さらに別の選択肢は、別個の第３段階および／または反応器に水素化仕上げまたは芳香族飽和触媒の１つ以上の床を含むことであり得る。以下の考察において、水素化仕上げへの言及は、水素化仕上げか芳香族飽和かのいずれかを、または別個の水素化仕上げおよび芳香族飽和プロセスを有することを意味すると理解される。水素化仕上げプロセスが供給物中の芳香族化合物の量を減らすために望ましい状況では、先行水素処理段階での温度よりも低い温度で水素化仕上げプロセスを操作することが望ましくあり得る。例えば、３００℃よりも上の温度で脱ろうプロセスを操作し、そして一方、２８０℃よりも下の温度で水素化仕上げプロセスを操作することが望ましいかもしれない。脱ろうおよび／または水素化分解プロセスと、その後の水素化仕上げプロセスとの間に温度差を有することを容易にする１つの方法は、触媒床を別個の反応器に収納することである。水素化仕上げまたは芳香族飽和プロセスは、水素処理供給物の分留前か分留後かのいずれかに含めることができる。
【００９６】
図１は、本開示の様々な実施形態に用いるのに好適な２つの反応または水素化処理段階を利用する一般的な反応系の例を示す。図１で、第１反応または水素化処理段階（Ｒ１）および第２反応または水素化処理段階（Ｒ２）を含む反応系が示される。第１反応段階（Ｒ１）および第２反応段階（Ｒ２）は両方とも単一反応器として図１では表されている。あるいは、任意の都合のよい数の反応器を、第１段階（Ｒ１）および／または第２段階（Ｒ２）のために用いることができる。第２反応または水素化処理段階（Ｒ２）からの流出物は、第１大気圧分留装置または分離段階に通される。第１分離段階は、少なくともディーゼル生成物留分、ジェット生成物留分、およびナフサ留分を生成することができる。任意選択的に、第１分離段階はまた、Ｈ２ＳまたはＮＨ３などの汚染物質ならびにＣ１〜Ｃ４炭化水素などの低沸点種を両方とも含むことができる気相フラクションを生み出すことができる。さらに、第１分離段階は任意選択的に、灯油留分を生み出すことができる。
【００９７】
第１分離段階からのボトムフラクションは、第２水素流れと一緒に、第１水素化分解段階へのインプットとして使用される。第１分離段階からのボトムフラクションは、この段階で水素化分解される。第１水素化分解段階からのボトムフラクションは、第２脱ろう段階へのインプットとして使用される。第１水素化分解段階からのボトムフラクションは、この段階で水素化分解される。脱ろう段階からのボトムは、水素化仕上げ段階へのインプットとして使用される。脱ろう段階からのボトムフラクションはさらに、この段階で水素化分解される。水素化処理段階からの流出物の少なくとも一部は、第２ナフサ生成物および第２ジェット／ディーゼル生成物などの、１種以上の生成物の産出のための第２大気圧分留装置または分離段階に送ることができる。第２分離段階からのボトムフラクションは、第３ディーゼル生成物、軽質潤滑油、および重質潤滑油などの、１種以上の生成物の産出のための減圧分留装置または分離段階へのインプットとして使用される。
【００９８】
水素化処理、分留、水素化分解および脱ろうに関するプロセス条件（例えば、温度、圧力、接触時間など）は、変わり得るし、そのような条件の任意の好適な組み合わせを、本開示の処理スキームについて本明細書に記載されるように用いることができる。任意の好適な触媒を、本開示の処理スキームについて本明細書に記載されるように水素化処理、分留、水素化分解および脱ろうのために用いることができる。
【００９９】
図２は、本開示の様々な実施形態での使用に好適な２つの反応段階を利用する一般的な反応系の別の例を示す。図２で、第１反応段階１１０、分離段階１２０、および第２反応段階１３０を含む反応系が示される。第１反応段階１１０および第２反応段階１３０は両方とも、単一反応器として図２では表されている。あるいは、任意の都合のよい数の反応器を、第１段階１１０および／または第２段階１３０のために用いることができる。分離段階１２０は、第１段階によって生成した流出物からディーゼル燃料生成物を分離することができる段階である。
【０１００】
好適な供給原料１１５が、水素含有流れ１１７と一緒に第１反応段階１１０へ導入される。供給原料は、有効な条件下に１つ以上の触媒床の存在下で水素処理される。第１反応段階１１０からの流出物１１９は、分離段階１２０へ通される。分離段階１２０は、少なくともディーゼル生成物留分１２４、ボトムフラクション１２６、および気相フラクション１２８を生み出すことができる。気相フラクションは、Ｈ２ＳまたはＮＨ３などの汚染物質ならびにＣ１〜Ｃ４炭化水素などの低沸点種を両方とも含むことができる。任意選択的に、分離段階１２０はまた、ナフサ留分１２２および／または灯油留分（示されていない）を生み出すことができる。分離段階からのボトムフラクション１２６は、第２水素流れ１３７と一緒に、第２水素処理段階１３０へのインプットとして使用される。ボトムフラクションは、第２段階１３０で水素処理される。第２段階１３０からの流出物の少なくとも一部は、第２ナフサ生成物１４２、第２ディーゼル生成物１４４、または潤滑油基油生成物１４６などの、１種以上の生成物の産出のための分留装置１４０に送ることができる。分留装置１４０からのボトムの別の部分は任意選択的に、第２段階１３０にリサイクルして戻す１４７ことができる。
【０１０１】
図５は、本開示の代わりの実施形態での使用に好適な３つの反応段階を利用する一般的な反応系の例を示す。図５で、第１反応段階２１０、第１分留段階２２０、第２反応段階２３０、第２分留段階２４０、および第３反応段階２５０を含む反応系が示される。第１反応段階２１０、第２反応段階２３０および第３反応段階２５０は、単一反応器として図５では表されている。あるいは、任意の都合のよい数の反応器を、第１段階２１０、第２段階２３０および／または第３段階２５０のために用いることができる。好適な供給原料２１５が、水素含有流れ２１７と一緒に第１反応段階２１０へ導入される。供給原料は、有効な条件下に１つ以上の触媒床の存在下で水素処理される。１つの形態において、第１反応段階２１０は、有効な水素化処理条件で動作する従来型の水素化処理反応器であってもよい。第１反応段階流出物２１９は、第１分留装置２２０に供給される。第１分留装置２２０は、第１燃料／ディーゼル範囲物質２２８および第１潤滑油範囲物質２２６を取り出すことができる段階である。分留装置からの第１潤滑油範囲物質２２６は、第２水素流れ２３７と一緒に第２反応段階／水素処理段階２３０へのインプットとして使用される。第１潤滑油範囲物質２２６は、第２反応段階で水素処理される。
【０１０２】
１つの形態において、第２反応段階２３０は、脱ろう触媒を装填された、そして有効な脱ろう条件下に操作される水素化脱ろう反応器であってもよい。第２反応段階２３０からの第２流出物２３９は、第２分留装置２４０へ通される。第２分留装置２４０は、第２燃料／ディーゼル範囲物質２３８および第２潤滑油範囲物質２３６を生み出すことができる。第２分留装置からの第２潤滑油範囲物質２３６は、第３水素流れ２４７と一緒に、第３反応段階／水素処理段階２５０へのインプットとして使用され得る。第２潤滑油範囲物質２３６は、第３反応段階２５０で水素処理される。
【０１０３】
１つの形態において、第３反応段階２３０は、水素化分解触媒を装填された水素化分解反応器であってもよい。第３反応段階２５０からの流出物２５９の少なくとも一部は次に、ナフサ生成物２４２、燃料／ディーゼル生成物２４４、または潤滑油基油生成物２４６などの、１種以上の生成物の産出のための分留装置（示されていない）に送ることができる。第３反応段階２５０からのボトム２６１の別の部分は任意選択的に、リサイクル流れ２６３によって第２反応段階２３０か、リサイクル流れ２６５によって第２分留段階２４０かのいずれか、またはそれらの組み合わせにリサイクルして戻すことができる。リサイクル流れ２６３は、第３反応段階２５０からの生成物がディーゼル生成物２４４または潤滑油基油生成物２４６の低温流れ特性規格を満たさず、規格を満たすためにさらなる脱ろうが必要である場合に利用される。リサイクル流れ２６５は、第３反応段階２５０からの生成物が、ディーゼル生成物２４４または潤滑油基油生成物２４６の低温流れ特性規格を満たすためにさらなる脱ろうを必要としない場合に利用される。
【０１０４】
別の形態において、図５のプロセス配置構成は、第３反応段階後および分留装置前に水素化仕上げ反応器をさらに含んでもよい。水素化仕上げ反応器は、水素化仕上げ触媒を装填し、有効な反応条件で動作し得る。
【０１０５】
図５のプロセス配置構成は、３段階水素化分解装置での燃料／ディーゼル収率を最大限にする。この配置構成は、秀でた低温流れ特性を有するディーゼル生成物を生み出す。最新技術とは対照的に、水素化分解装置から来るディーゼル生成物は、理想的な低温流れ特性を持ったディーゼルを生み出さない可能性があり、製品品質を改善するためにその後脱ろうされなければならないであろう。図５のプロセス配置構成で、ディーゼル生成物はすべて、低温流れ特性要件を満たすためにシステムを出る前に十分に脱ろうされるであろう。
【０１０６】
図６は、本開示の代わりの実施形態での使用に好適な４つの反応段階を利用する一般的な反応系の例を示す。図６で、第１反応段階３１０、第１分留段階３２０、第２反応段階３３０、第２分留段階３４０、第３反応段階３５０、および任意選択の第４反応段階３６０を含む反応系が示される。第１反応段階３１０、第２反応段階３３０、第３反応段階３５０および第４反応段階３６０は、単一反応器として図６では表されている。あるいは、任意の都合のよい数の反応器を、第１段階３１０、第２段階３３０、第３段階３５０および／または第４段階３６０のために用いることができる。好適な供給原料３１５が、水素含有流れ３１７と一緒に第１反応段階３１０へ導入される。水素含有流れはまた、それぞれ、流れ３３７、３４７および３５７として第２反応段階３３０、第３反応段階３５０および第４反応段階３６０へ導入されてもよい。
【０１０７】
第１反応段階３１０は、有効な水素化処理条件下で動作する水素化処理反応器であるが、水素異性化触媒および／または水素化分解触媒での積み重ね床をまた任意選択的に含んでもよい。第１反応段階流出物３１９は、第１分留装置３２０に供給される。第１分留装置３２０は、第１燃料／ディーゼル範囲物質３２８および第１潤滑油範囲物質３２６を取り出すことができる段階である。第２反応段階３３０で、第１潤滑油範囲物質３２６は、有効な水素化分解条件下でのナフテンの分解によってＶＩを上げるために水素化分解される。この第２反応段階３３０は、第１分留装置３２０からのボトム３２６のための最初の水素化分解装置として役立つ。任意選択的に、第２反応段階３３０内に、水素化分解触媒の上または下に脱ろう触媒を利用する積み重ね配置構成がまたあってもよい。
【０１０８】
最大潤滑油生成のために、水素化分解触媒が、第２反応段階３３０での脱ろう触媒の前に置かれるであろう。第２反応段階流出物３３９は、第２分留装置３４０に供給される。第２分留装置３４０は、第２反応段階３３０を出る第２潤滑油範囲物質３３６から第２燃料／ディーゼル範囲物質３３８を分離する。第２燃料／ディーゼル範囲物質３３８は次に、第４反応段階３６０に任意選択的に通されてもよい、合わせた燃料／ディーゼル範囲物質３５１を形成するために第１燃料／ディーゼル範囲物質３２８と組み合わせられ、第４反応段階は典型的には、有効な水素化仕上げ条件で動作する水素化仕上げ反応器または有効な脱ろう条件で動作する水素化脱ろう反応器である。
【０１０９】
第４反応段階３６０は、第１潤滑油範囲物質３２６および第２燃料／ディーゼル範囲物質３３８または合わせた燃料／ディーゼル範囲物質３５１の少なくとも１つの低温流れ特性を改善するための異性化反応器として役立つ。あるいは、第２燃料／ディーゼル範囲物質３３８か、合わせた燃料／ディーゼル範囲物質３５１かのいずれかは、低温流れ改善がまったく必要とされない場合、第４反応段階３６０をバイパスしてもよい。第３反応段階３５０で、反応器は、第２潤滑油範囲物質３３６の性能を改善するために用いられる。第３反応段階３５０は、脱ろう触媒、芳香族飽和触媒または両方を含んでもよく、低温流れ特性を改善するために動作する。第３反応段階流出物３４３は、第３潤滑油範囲物質３４３をもたらす。
【０１１０】
図６で、流路３４２は、第２分留装置３４０からの第２潤滑油範囲物質３３６が、第３反応段階３５０をバイパスすることによって芳香族飽和および／または脱ろうによる改善された潤滑油性能を必要としない場合に選ばれるであろう。この配置構成は、第３反応段階３５０を排除する。流路３４１は、第２分留装置３４０からの第２潤滑油範囲物質３３６が、第３反応段階３５０を通過することによって芳香族飽和および／または脱ろうによる改善された潤滑油性能を必要とする場合に選ばれるであろう。流路３５２は、第１および第２分留装置からの合わせた燃料／ディーゼル範囲物質３５１が、第４反応段階３６０を通っての脱ろうによる改善された低温流れ特性を必要とする場合に選ばれるであろう。最後に、流路３５３は、第１および第２分留装置からの合わせた燃料／ディーゼル範囲物質３５１が、第４反応段階３６０を通っての脱ろうによる改善された低温流れ特性を必要としない場合に選ばれるであろう。この配置構成は、第４反応段階３６０を排除する。
【０１１１】
図７は、本開示の代わりの実施形態に用いるのに好適な３つの反応段階を利用する一般的な反応系の例を示す。図７で、第１反応段階４１０、第１分留段階４２０、第２反応段階４３０、第３反応段階４４０、および第２分留段階４５０を含む反応系が示される。第１反応段階４１０、第２反応段階４３０および第３反応段階４４０は、単一反応器として図７では表されている。あるいは、任意の都合のよい数の反応器を、第１段階４１０、第２段階４３０および／または第３段階４４０のために用いることができる。好適な供給原料４１５が、水素含有流れ４１７と一緒に第１反応段階４１０へ導入される。供給原料は、有効な条件下に１つ以上の触媒床の存在下で水素処理され、１つの形態において、第１反応段階４１０は、有効な水素化処理条件で動作する従来型の水素化処理反応器であってもよい。第１反応段階流出物４１９は、第１分留装置４２０に供給される。第１分留装置４２０は、第１燃料／ディーゼル範囲物質４２８および第１潤滑油範囲物質４２６を取り出すことができる段階である。分留装置からの第１潤滑油範囲物質４２６は、第２水素流れ４２７と一緒に第２反応段階／水素処理段階４３０へのインプットとして使用される。第１潤滑油範囲物質４２６は、第２反応段階４３０で水素処理される。
【０１１２】
１つの形態において、第２反応段階４３０は、水素化分解触媒を装填された水素化分解反応器であってもよい。第２反応段階４３０からの第２流出物４３６は、第３反応段階４４０へ通される。１つの形態において、第３反応段階４４０は、脱ろう触媒を装填され、そして有効な水素化脱ろう条件下に動作する、インプット水素含有流れ４３７での水素化脱ろう反応器であってもよい。第３反応段階からの流出物４４５は次に、第２分留装置４５０にインプットされてもよい。第２分留装置４５０は、第２燃料／ディーゼル範囲物質４４４および第２潤滑油範囲物質４４６を生み出すことができる。第２分留装置４５０は、ナフサおよびＬＰＧ生成物４４２、燃料／ディーゼル生成物４４４、または潤滑油基油生成物４４６などの、１種以上の生成物を生み出し得る。任意選択的に、第１分留装置４２０からの第１燃料／ディーゼル範囲物質４２８の少なくとも一部は、燃料／ディーゼル生成物の低温流れ特性の改善が望まれる場合には、フローライン４３８によって第３反応段階４４０にリサイクルされてもよい。あるいは、第１分留装置４２０からの第１燃料／ディーゼル範囲物質４２８の一部またはすべてが、第３反応段階にリサイクルされてもよい（フローライン４３９を参照されたい）。第１および第２燃料／ディーゼル範囲物質４３９および４４４は次に、合わせた燃料／ディーゼル生成物４４８を形成するために組み合わせられてもよい。図７の反応系は、限定された量のナフサおよびＬＰＧを生み出しながら、良好な低温特性を持ったディーゼルおよび潤滑油を併産するのに特に好適である。
【０１１３】
図３は、サワー条件下での第１段階に用いることができる４つの触媒配置構成（Ａ〜Ｄ）の例を示す。配置構成Ａは、水素化処理触媒を含む第１反応段階を示す。配置構成Ｂは、水素化処理触媒および脱ろう触媒の床を含む第１反応段階を示す。配置構成Ｃは、水素化処理触媒、水素化分解触媒、および脱ろう触媒の床を含む第１反応段階を示す。配置構成Ｄは、水素化処理触媒、脱ろう触媒、および水素化分解の床を含む第１反応段階を示す。ここで、触媒の「床」への言及は、触媒が段階内の物理的床の部分として提供される実施形態を含み得ることに留意されたい。
【０１１４】
配置構成Ａ、Ｂ、Ｃ、またはＤからの配置構成の選択は、生成物の所望のタイプに基づくことができる。例えば、配置構成Ｂは、水素化処理触媒および脱ろう触媒を含む。配置構成Ｂに基づくサワー反応段階は、配置構成Ａと比べて改善された低温流れ特性を持った流出物を生み出すために有用であり得る。配置構成Ｂでの処理から生み出されたディーゼル燃料は、改善された曇り点を有することができる。ディーゼル燃料の収率はまた、ボトムの量を減らしながら改善されるであろう。配置構成Ｂからのボトムはまた、改善された流動点を有することができる。ディーゼル燃料生成物などの生成物、ならびにＨ２ＳおよびＮＨ３などの汚染物質ガスを分離するための分留後に、ボトムは、第２段階でさらに処理することができる。
【０１１５】
配置構成Ｃはまた、改善された曇り点と一緒に、配置構成Ａと比べてより高いディーゼル生成物の収率を提供することができる。その上、水素化分解触媒の存在に基づき、配置構成Ｃは、ボトム部分から潤滑油生成物を生み出すのに便益を有する。配置構成Ａと比べて、ボトムの流動点は、より高いかまたはより低いものであり得る。脱ろうプロセスは、ボトムフラクションの流動点を低くする傾向があろうし、そして一方、水素化分解プロセスは、流動点を上げる傾向があり得る。配置構成Ｄは、ボトムの量の相当する減少とともに、配置構成Ｃと比べてより大きいディーゼルの収率を提供することができる。配置構成Ｄにおいて、脱ろう触媒は、供給物におけるパラフィン分子中の分岐を増やすことができ、それは、水素化分解触媒がパラフィン分子をより低い沸点種に変換する能力を高めることができる。
【０１１６】
代案として、配置構成ＣおよびＤは、水素化処理触媒、引き続き水素化分解触媒を含有する従来型の反応器に匹敵し得る。配置構成ＣおよびＤは両方とも、脱ろう触媒の存在のために、従来水素化処理／水素化分解配置構成と比べて改善された曇り点を持ったディーゼル生成物を提供することができる。配置構成ＣおよびＤにおけるボトムについての流動点は、従来型の水素化処理／水素化分解プロセスについてのボトムよりも低いものであり得る。
【０１１７】
配置構成Ｂ、Ｃ、またはＤの１つに相当する配置構成を有する段階での処理からのボトムは次に、第２段階で処理することができる。分留のために、第２段階は、合わせた気相および液相硫黄基準で約１０００ｗｐｐｍ未満の硫黄含有量で、クリーンサービス段階であり得る。図４は、第２段階で用いることができる触媒配置構成（Ｅ、Ｆ、Ｇ、およびＨ）を示す。配置構成Ｅは、脱ろう触媒および水素化分解触媒の床を含む第２反応段階を示す。配置構成Ｆは、水素化分解触媒および脱ろう触媒の床を含む第２反応段階を示す。配置構成Ｇは、脱ろう触媒、水素化分解触媒、および追加の脱ろう触媒の床を含む第２反応段階を示す。配置構成Ｇにおいて、第２セットの脱ろう触媒の床は、第１グループの床と同じタイプの脱ろう触媒または異なるタイプの触媒を含み得ることに留意されたい。
【０１１８】
任意選択的に、水素化仕上げ触媒の最終床を、配置構成Ｅ、Ｆ、またはＧのいずれにも追加することができよう。配置構成Ｈは、水素化分解触媒、脱ろう触媒、および水素化仕上げ触媒の床を持った、このタイプの配置構成を示す。上に指摘されたように、各段階は、１つ以上の反応器を含むことができ、だから、１つの選択肢は、配置構成Ｅ、Ｆ、またはＧについて示される触媒から離して別個の反応器に水素化仕上げ触媒を収納することであり得る。この別個の反応器は、配置構成Ｈに概略的に表される。水素化仕上げ床は、第２（または非サワー）反応段階からの流出物の分留前か分留後かのいずれかに含め得ることに留意されたい。結果として、水素化仕上げは、必要ならば、第２段階からの流出物の一部に関して行うことができる。
【０１１９】
配置構成Ｅ、Ｆ、およびＧは、第１サワー段階のボトムから燃料生成物および潤滑油基油生成物を両方とも製造するために用いることができる。ディーゼル燃料生成物の収率は、配置構成Ｅと比べて配置構成Ｆについてより高く、配置構成Ｇについてさらにより高いものであり得る。もちろん、配置構成の相対的なディーゼル収率は、さらなる変換のためにボトムの一部をリサイクルすることによってなど、修正することができる。
【０１２０】
配置構成Ｂ、Ｃ、またはＤのいずれかは、図２に示される２段階システムなどの、２段階反応系での配置構成Ｅ、Ｆ、またはＧのいずれかとマッチさせることができる。上記組み合わせのいずれかの第２段階からのボトム部分は、グループＩＩ、グループＩＩ＋、またはグループＩＩＩ基礎原料油などの、潤滑油基礎原料油としての使用にとっての適切な流動点を有することができる。しかしながら、芳香族化合物含有量は、供給物の種類および選択された反応条件次第では高すぎ得る。それ故、水素化仕上げ段階を任意選択的に、組み合わせのいずれかと一緒に用いることができる。
【０１２１】
配置構成Ｂ、Ｃ、またはＤと、配置構成Ｆ、Ｆ、またはＧからの配置構成とのいくつかの組み合わせが、第２段階の最初の床に似たタイプの触媒のものである第１段階の最終床をもたらすであろうことが指摘される。例えば、配置構成Ｃと配置構成Ｇとの組み合わせは、第１段階の最後の床および第２段階の最初の床の両方に脱ろう触媒を有するという結果になるであろう。この状況は、逐次段階が、低温流れ特性の所望レベルの改善を依然として達成しながら、それほど厳しくない反応条件が各段階で選択されることを可能にし得るので、依然として有益である。これは、第１段階に脱ろう触媒を有するという便益に加えて、第１段階の流出物から分離されたディーゼル生成物の低温流れ特性を改善することである。
【０１２２】
配置構成Ｂ、Ｃ、およびＤは、配置構成Ａと比べていくつかの利点を有するが、いくつかの実施形態において、配置構成Ａもまた、第１段階のために用いることができる。特に、配置構成Ａは、脱ろう触媒に水素化分解触媒が続く、配置構成ＥまたはＧとともに用いることができる。
【０１２３】
配置構成Ｅ、Ｆ、Ｇ、または、任意選択的に、さらにより多くの触媒床を含むために拡張できることに留意されたい。例えば、１つ以上の追加の脱ろうおよび／または水素化分解触媒床を、配置構成に示されている最終脱ろう又は触媒床の後に含めることができる。追加の床は、任意の都合のよい順に含めることができる。例えば、配置構成Ｅについての１つの可能な拡張は、脱ろう触媒と水素化分解触媒との一連の交互床を有することであろう。一連の４つの床に関して、これは、一連の脱ろう−水素化分解−脱ろう−水素化分解をもたらすことができよう。配置構成Ｆの類似の拡張は、一連の水素化分解−脱ろう−水素化分解  脱ろうを行うために用いることができよう。水素化仕上げ触媒床を次に、最終の追加の水素化分解または脱ろう触媒床の後に追加することができよう。
【０１２４】
配置構成の組み合わせの一例は、配置構成Ｂと、配置構成Ｅ、Ｆ、Ｇ、もしくはＨのいずれかとの組み合わせ、または特に配置構成ＦもしくはＨとの組み合わせであり得る。これらのタイプの配置構成は潜在的に、ナフサの量を減らし、そして潤滑油基油の妥当な収率を維持しながら、供給原料からのディーゼル収率を増加させるために有利であり得る。配置構成Ｂは、水素化分解段階を含まず、だから水素化処理および脱ろうのみの後に供給物中に存在するあらゆるディーゼル沸騰範囲分子が、水素化分解前に取り出される。第２段階は次に、最初の供給物中に存在するいかなるディーゼル分子の過分解もなしにディーゼル沸騰範囲分子への所望レベルの変換を引き起こすために操作することができる。
【０１２５】
配置構成の組み合わせの別の例は、配置構成Ｄと、配置構成Ｅ、Ｆ、Ｇ、もしくはＨのいずれかとの組み合わせ、または特に配置構成ＥもしくはＵとの組み合わせであり得る。これらのタイプの配置構成は潜在的に、供給原料からのディーゼル収率を最大限にするために有利であり得る。配置構成Ｄにおいて、最初の脱ろう触媒床は、供給原料中のより長鎖パラフィンを次の水素化分解触媒によりアクセスしやすいものにするために使用することができる。これは、温度または水素分圧の上昇を用いる代わりに水素化分解を容易にするために脱ろう触媒が使用されるので、より穏和な条件下により多い量の変換を可能にすることができる。変換プロセスは、第２段階で続行することができる。このタイプの配置構成は、ディーゼル産出をさらに増やすために第２段階にリサイクルループを含み得ることに留意されたい。これは、潤滑油生成物がまったく望まれない場合には消滅リサイクルを含むことができよう。
【０１２６】
配置構成の組み合わせのその上別の例は、配置構成Ｃと、配置構成Ｅ、Ｆ、Ｇ、もしくはＨのいずれかとの組み合わせ、または特に配置構成ＦもしくはＨとの組み合わせであり得る。これらのタイプの配置構成は潜在的に、減少した設置面積反応器での潤滑油基油産出を強調するために有利であり得る。最初の水素化分解段階後に配置構成Ｃにおいて脱ろう触媒を有することは、供給物中のパラフィン分子への影響が減って最初の水素化分解が起こることを可能にする。これは、第１反応段階から脱ろうしたディーゼル燃料生成物を生み出すという便益を依然として有しながら、潤滑油基油収率のより大きい量を保つことができる。
【０１２７】
潤滑油基礎原料油生成物が望まれる場合、潤滑油基礎原料油生成物は、複数の生成物を形成するためにさらに分留することができる。例えば、２ｃＳｔカット、４ｃＳｔカット、６ｃＳｔカット、および／または６ｃＳｔよりも高い粘度を有するカットに相当する潤滑油基礎原料油生成物を製造することができる。例えば、少なくとも２ｃＳｔの粘度を有する潤滑油基油生成物フラクションは、変圧器油、低温油圧オイル、または自動車トランスミッション液などの低流動点用途での使用に好適なフラクションであり得る。少なくとも４ｃＳｔの粘度を有する潤滑油基油生成物フラクションは、フラクションが、０Ｗ−または５Ｗ−または１０Ｗ−グレードでＳＡＥ  Ｊ３００に従って製造されるエンジンオイルに好適であるような、制御された揮発性および低い流動点を有するフラクションであり得る。この分留は、第２段階からのディーゼル（または他の燃料）生成物が潤滑油基礎原料油生成物から分離される時点で行い得るか、または分留は後で起こり得る。いかなる水素化仕上げおよび／または芳香族飽和も、分留前か分留後かのいずれかで起こり得る。分留後に、潤滑油基油生成物フラクションは、エンジンオイルとしての使用または別の潤滑サービスでの使用のために適切な添加剤と組み合わせることができる。
【０１２８】
本開示で有用な例示的プロセスフロースキームは、それらの開示がそれらの全体を参照により本明細書に援用される、米国特許第８，９９２，７６４号明細書および米国特許出願公開第２０１３／０２６４２４６号明細書に開示されている。
【０１２９】
水素化処理は典型的には、供給物の硫黄、窒素、および芳香族含有量を減らすために用いられる。水素化処理条件は、２００℃〜４５０℃、または３１５℃〜４２５℃の温度；２５０ｐｓｉｇ（１．８ＭＰａ）〜５０００ｐｓｉｇ（３４．６ＭＰａ）または３００ｐｓｉｇ（２．１ＭＰａ）〜３０００ｐｓｉｇ（２０．８ＭＰａ）の圧力；０．２〜１０ｈ−１の液空間速度（ＬＨＳＶ）；および２００ｓｃｆ／Ｂ（３５．６ｍ３／ｍ３）〜１０，０００ｓｃｆ／Ｂ（１７８１ｍ３／ｍ３）、または５００ｓｃｆ／Ｂ（８９ｍ３／ｍ３）〜１０，０００ｓｃｆ／Ｂ（１７８１ｍ３／ｍ３）の水素処理率を含むことができる。
【０１３０】
水素化処理触媒は典型的には、ＶＩＢ族金属（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃによって出版された周期表に基づいて）、ならびにＶＩＩＩ族非貴金属、すなわち、鉄、コバルトおよびニッケルならびにそれらの混合物を含有するものである。これらの金属または金属の混合物は典型的には、耐熱性金属酸化物担体上に酸化物または硫化物として存在する。好適な金属酸化物担体には、シリカ、アルミナまたはチタニア、好ましくはアルミナなどの低酸性酸化物が含まれる。好ましいアルミナは、５０〜２００Å、または７５〜１５０Åの平均細孔サイズ；１００〜３００ｍ２／ｇ、または１５０〜２５０ｍ２／ｇの表面積；および０．２５〜１．０ｃｍ３／ｇ、または０．３５〜０．８ｃｍ３／ｇの細孔容積を有するガンマまたはエータなどの多孔質アルミナである。担体は好ましくは、ハロゲンが一般に担体の酸性度を増加させるので、フッ素などのハロゲンで活性化されない。
【０１３１】
好ましい金属触媒には、アルミナ上のコバルト／モリブデン（酸化物として１〜１０％Ｃｏ、酸化物として１０〜４０％Ｍｏ）、ニッケル／モリブデン（酸化物として１〜１０％Ｎｉ、酸化物として１０〜４０％Ｃｏ）、またはニッケル／タングステン（酸化物として１〜１０％Ｎｉ、酸化物として１０〜４０％Ｗ）が含まれる。好適なニッケル／モリブデン触媒の例としては、ＫＦ−８４０、ＫＦ−８４８、またはＫＦ−８４８もしくはＫＦ−８４０とＮｅｂｕｌａ−２０との積み重ね床が挙げられる。
【０１３２】
あるいは、水素化処理触媒は、バルク金属触媒、または担持された触媒の積み重ね床とバルク金属触媒との組み合わせであり得る。バルク金属とは、触媒が非担持であることを意味し、ここで、バルク触媒粒子は、金属酸化物として計算される、バルク触媒粒子の総重量を基準として、３０〜１００重量％の少なくとも１種のＶＩＩＩ族非貴金属および少なくとも１種のＶＩＢ族金属を含み、そしてここで、バルク触媒粒子は、少なくとも１０ｍ２／ｇの表面積を有する。本明細書で使用されるバルク金属水素化処理触媒は、金属酸化物として計算される、粒子の総重量を基準として、約５０〜約１００重量％、さらに一層好ましくは約７０〜約１００重量％の、少なくとも１種のＶＩＩＩ族非貴金属および少なくとも１種のＶＩＢ族金属を含むことがさらに好ましい。ＶＩＢ族およびＶＩＩＩ族非貴金属の量は、ＶＩＢ  ＴＥＭ−ＥＤＸによって容易に測定することができる。
【０１３３】
１種のＶＩＩＩ非貴金属および２種のＶＩＢ族金属を含むバルク触媒組成物が好ましい。この場合、バルク触媒粒子は難焼結性であることが分かった。したがって、バルク触媒粒子の活性表面積は、使用の間ずっと維持される。ＶＩＢ族対ＶＩＩＩ族非貴金属のモル比は一般に、１０：１〜１：１０、好ましくは３：１〜１：３の範囲である。コア−シェル構造化粒子の場合、これらの比は、もちろん、シェル中に含有される金属に適用される。２種以上のＶＩＢ族金属がバルク触媒粒子中に含有される場合、異なるＶＩＢ族金属の比は一般に、決定的に重要であるわけではない。２種以上のＶＩＩＩ族非貴金属（Group VIII Don-noble metal）が適用される場合に同じことが言える。モリブデンおよびタングステンがＶＩＢ金属として存在する場合には、モリブデン：タングステン比は好ましくは、９：１〜１：９の範囲にある。好ましくは、ＶＩＩＩ族非貴金属は、ニッケルおよび／またはコバルトを含む。ＶＩＢ族金属がモリブデンとタングステンとの組み合わせを含むことがさらに好ましい。好ましくは、ニッケル／モリブデン／タングステンおよびコバルト／モリブデン／タングステンおよびニッケル／コバルト／モリブデン／タングステンの組み合わせが使用される。これらのタイプの沈殿物は難焼結性であるように思われる。したがって、沈殿物の活性表面積は、使用の間ずっと維持される。金属は好ましくは、相当する金属の酸化物化合物として、または触媒組成物が硫化されている場合には、相当する金属の硫化物化合物として存在する。
【０１３４】
本明細書で使用されるバルク金属水素化処理触媒は、少なくとも５０ｍ２／ｇの、より好ましくは少なくとも１００ｍ２／ｇの表面積を有することがまた好ましい。バルク金属水素化処理触媒の細孔サイズ分布は、従来型の水素化処理触媒の１つとおおよそ同じものであることがまた望ましい。バルク金属水素化処理触媒は、窒素吸着によって測定される０．０５〜５ｍｌ／ｇの、または０．１〜４ｍｌ／ｇの、または０．１〜３ｍｌ／ｇの、または０．１〜２ｔａｇの細孔容積を有する。好ましくは、１ｎｍよりも小さい細孔は存在しない。バルク金属水素化処理触媒は、少なくとも５０ｎｍ、または少なくとも１００ｎｍの中央径を有することができる。バルク金属水素化処理触媒は、５０００μｍ以下、または３０００μｍ以下の中央径を有することができる。ある実施形態において、中央粒子径は、０．１〜５０μｍの範囲に、最も好ましくは０．５〜５０μｍの範囲にある。
【０１３５】
任意選択的に、水素化処理触媒の１つ以上の床を、第１段階で水素化分解触媒床および／または脱ろう触媒床の下流に置くことができる。水素化処理触媒のこれらの任意選択の床については、水素化処理条件は、上記の条件に似ているように選択することができるか、または条件は、独立して選択することができる。
【０１３６】
水素化分解触媒は典型的には、非晶質シリカアルミナ、ゼオライトＸ、ゼオライトＹ、ＺＳＭ−５、モルデナイト、ＢＥＡ、ＺＳＭ−２０、ＺＳＭ−４、ＺＳＭ−５０、もしくはＺＳＭ−１２などの、しかしそれらに限定されないクラッキングゼオライト、または酸性化アルミナなどの、酸性担体上の硫化卑金属またはＰｔおよび／もしくはＰｄのようなＶＩＩＩ族貴金属を含有する。多くの場合、これらの酸性担体は、アルミナ、チタニアまたはシリカなどの他の金属酸化物と混合されるまたは結合させられる。
【０１３７】
第１段階での（またはさもなければサワー条件下での）水素化分解プロセスは、２００℃〜４５０℃の温度、２５０ｐｓｉｇ〜５０００ｐｓｉｇ（１．８ＭＰａ〜３４．６ＭＰａ）の水素分圧、０．２ｈ−１〜１０ｈ−１の液空間速度、および３５．６ｍ３／ｍ３〜１７８１ｍ３／ｍ（２００ＳＣＦ／Ｂ〜１０，０００ＳＣＦ／Ｂ）の水素処理ガス率で実施することができる。典型的には、ほとんどの場合に、条件は、３００℃〜４５０℃の範囲の温度、５００ｐｓｉｇ〜２０００ｐｓｉｇ（３．５ＭＰａ〜１３．９ＭＰａ）の水素分圧、０．３ｈ−１〜２ｈ−１の液空間速度および２１３ｍ３／ｍ３〜１０６８ｍ３／ｍ３（１２００ＳＣＦ／Ｂ〜６０００ＳＣＦ／Ｂ）の水素処理ガス率を有するであろう。
【０１３８】
第２段階での（またはさもなければ非サワー条件下での）水素化分解プロセスは、第１段階水素化分解プロセスについて用いられたものと類似の条件下に行うことができるか、または条件は異なることができる。ある実施形態において、第２段階での条件は、第１（サワー）段階での水素化分解プロセスほど厳しくない条件を有することができる。水素化分解プロセスでの温度は、第１段階での水素化分解プロセスについての温度よりも２０℃低い、または３０℃低い、または４０℃低いものであり得る。第２段階での水素化分解プロセスについての圧力は、第１段階での水素化分解プロセスよりも１００ｐｓｉｇ（６９０ｋＰａ）低い、または２００ｐｓｉｇ（１３８０ｋＰａ）低い、または３００ｐｓｉｇ（２０７０ｋＰａ）低いものであり得る。
【０１３９】
いくつかの実施形態において、水素化仕上げおよび／または芳香族飽和プロセスをまた提供することができる。水素化仕上げおよび／または芳香族飽和プロセスは、最後の水素化分解または脱ろう段階後に起こることができる。水素化仕上げおよび／または芳香族飽和は、分留前か分留後かのいずれかに起こることができる。水素化仕上げおよび／または芳香族飽和が分留後に起こる場合、水素化仕上げは、１つ以上の潤滑油基礎原料油部分に関して行われるなどの、分留生成物の１つ以上の部分に関して行うことができる。あるいは、最後の水素化分解または脱ろうプロセスからの全体流出物を水素化仕上げするおよび／または芳香族飽和を受けることができる。
【０１４０】
いくつかの状況では、水素化仕上げプロセスおよび芳香族飽和プロセスは、同じ触媒を使用して行われる単一プロセスを意味することができる。あるいは、１つのタイプの触媒または触媒系を、芳香族飽和を行うために提供することができ、そして一方、第２触媒または触媒系を、水素化仕上げのために使用することができる。典型的には、水素化仕上げおよび芳香族飽和プロセスは、水素化仕上げまたは芳香族飽和プロセスのためのより低い温度の使用を容易にするなどの、実用的な理由から、脱ろうまたは水素化分解プロセスとは別個の反応器で行われるであろう。しかしながら、水素化分解または脱ろうプロセス後の、しかし分留前の追加の水素化仕上げ反応器は依然として、概念的に反応系の第２段階の部分と考えることができよう。
【０１４１】
水素化仕上げおよび／または芳香族飽和触媒は、ＶＩ族金属、ＶＩＩＩ族金属、およびそれらの混合物を含むことができる。ある実施形態において、好ましい金属は、強い水素化機能を有する少なくとも１種の金属硫化物を含む。別の実施形態において、水素化仕上げ触媒は、Ｐｔ、Ｐｄ、またはそれらの組み合わせなどの、ＶＩＩＩ族貴金属を含むことができる。金属の混合物がまた、金属の量が触媒を基準として約３０重量％以上であるバルク金属触媒として存在してもよい。好適な金属酸化物担体には、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナまたはチタニア、好ましくはアルミナなどの低酸性酸化物が含まれる。芳香族飽和のための好ましい水素化仕上げ触媒は、多孔質担体上の比較的強い水素化機能を有する少なくとも１種の金属を含むであろう。典型的な担体材料には、アルミナ、シリカ、およびシリカ−アルミナなどの非晶質または結晶性酸化物材料が含まれる。担体材料はまた、ハロゲン化、または特にフッ素化によってなど、改質されてもよい。触媒の金属含有量は多くの場合、非貴金属については約２０重量パーセントほどに高い。ある実施形態において、好ましい水素化仕上げ触媒は、Ｍ４１Ｓクラスまたは系統の触媒に属する結晶性材料を含むことができる。Ｍ４１Ｓ系統の触媒は、高いシリカ含有量を有するメソ多孔性材料である。例としては、ＭＣＭ−４１、ＭＣＭ−４８およびＭＣＭ−５０が挙げられる。このクラスの好ましいメンバーはＭＣＭ−４１である。別個の触媒が芳香族飽和および水素化仕上げのために使用される場合、芳香族飽和触媒は、芳香族飽和に対する活性および／または選択性に基づいて選択することができ、そして一方、水素化仕上げ触媒は、生成物の色および多核芳香族の還元などの、生成物仕様を改善するための活性に基づいて選択することができる。
【０１４２】
水素化仕上げ条件は、約１２５℃〜約４２５℃、好ましくは約１８０℃〜約２８０℃の温度、約５００ｐｓｉｇ（３．４ＭＰａ）〜約３０００ｐｓｉｇ（２０．７ＭＰａ）、好ましくは約１５００ｐｓｉｇ（１０．３ＭＰａ）〜約２５００ｐｓｉｇ（１７．２ＭＰａ）の全圧、および約０．１ｈｒ−１〜約５ｈｒ−１ＬＨＳＶ、好ましくは約０．５ｈｒ−１〜約１．５ｈｒ−１の液空間速度を含むことができる。
【０１４３】
様々な実施形態において、接触脱ろうは、第１段階での（またはさもなければサワー環境での）水素処理の一環として含めることができる。分離は第１段階で起こらないので、この段階の開始時の供給物中のいかなる硫黄も、いくつかの形態での接触脱ろう工程に通される流出物中に依然として存在するであろう。例えば、水素化処理触媒、水素化分解触媒、および脱ろう触媒を含む第１段階を考えられたい。この段階への供給物中の有機硫黄の一部は、水素化処理および／または水素化分解中にＨ２Ｓに変換されるであろう。同様に、供給物中の有機窒素は、アンモニアに変換されるであろう。しかしながら、分離工程なしでは、水素化処理中に形成されたＨ２ＳおよびＮＨ３は、流出物とともに接触脱ろう段階に行くであろう。分離工程の欠如はまた、水素化分解中に形成されたいかなる軽質ガス（Ｃ１〜Ｃ４）も流出物中に依然として存在するであろうことを意味する。有機液体形態および気相（硫化水素）の両方での水素化処理プロセスからの全総硫黄は、１，０００重量ｐｐｍ超、または少なくとも２，０００重量ｐｐｍ、または少なくとも５，０００重量ｐｐｍ、または少なくとも１０，０００重量ｐｐｍ、または少なくとも２０，０００重量ｐｐｍ、または少なくとも４０，０００重量ｐｐｍであり得る。本開示のためには、これらの硫黄レベルは、水素化処理供給原料基準で重量による百万当たりの部（ｐｐｍ）単位で脱ろう段階に供給される液体およびガス形態での全総硫黄の観点から定義される。
【０１４４】
第１反応段階での分離工程の排除は、一つには、脱ろう触媒が高レベルの窒素および硫黄の存在下で触媒活性を維持する能力によって可能にされる。従来型の触媒は多くの場合、硫黄含有量を２、３百ｐｐｍ未満まで減らすために供給物流れの前処理を必要とする。対照的に、４．０重量％以上までの硫黄を含有する炭化水素供給物流れは、本発明の触媒を使用して効果的に処理することができる。ある実施形態において、水素含有ガスおよび水素化処理供給原料の液体およびガス形態での全総硫黄含有量は、少なくとも０．１重量％、または少なくとも０．２重量％、または少なくとも０．４重量％、または少なくとも０．５重量％、または少なくとも１重量％、または少なくとも２重量％、または少なくとも４重量％であり得る。硫黄含有量は、標準ＡＳＴＭ方法Ｄ２６２２により測定され得る。
【０１４５】
水素処理ガス循環ループおよびメークアップガスを配置構成し、いくつもの方法で制御することができる。直接カスケードでは、処理ガスは、水素化処理反応器に入り、ワンススルーであり得るか、または装置の水素化分解および／または脱ろうセクションの後端での高圧フラッシュドラムから圧縮機によって循環させることができる。循環モードでは、メークアップガスは、高圧回路のどこででも装置へ、好ましくは水素化分解／脱ろう反応器ゾーンへ入れることができる。循環モードでは、処理ガスは、Ｈ２ＳおよびＮＨ３を除去するために、アミン、または任意の他の好適な溶液で浄化されてもよい。別の形態では、処理ガスは、クリーニングまたはスクラビングなしにリサイクルすることができる。あるいは、液体流出物は、Ｈ２Ｓ含有ガスを含むがそれに限定されない、任意の水素含有ガスと組み合わせられてもよい。
【０１４６】
好ましくは、本開示による脱ろう触媒は、主として炭化水素供給原料を異性化することによって脱ろうを行うゼオライトである。より好ましくは、触媒には、１次元細孔構造のゼオライトである。好適な触媒には、ＥＵ−１、ＺＳＭ−３５（またはフェリエライト）、ＺＳＭ−１１、ＺＳＭ−５７、ＮＵ−８７、ＳＡＰＯ−１１、およびＺＳＭ−２２などの、１０員環細孔ゼオライトが含まれる。好適な触媒には、１０員環細孔ゼオライトが含まれる。好ましい材料は、ＥＵ−２、ＥＵ−１１、ＺＢＭ−３０、ＺＳＭ−４８、またはＺＳＭ−２３である。約２０：１〜約４０：１のシリカ対アルミナ比の、ＺＳＭ−２３構造を有するゼオライトは時々ＳＳＺ−３２と言われ得ることに留意されたい。上記の材料と同形である他のモレキュラーシーブには、Ｔｈｅｔａ−１、ＮＵ−１０、ＥＵ−１３、ＫＺ−１、およびＮＵ−２３が含まれる。
【０１４７】
様々な実施形態において、本開示による触媒は、金属水素化成分をさらに含む。金属水素化成分は典型的には、ＶＩ族および／またはＶＩＩＩ族金属である。好ましくは、金属水素化成分は、ＶＩＩＩ族貴金属である。好ましくは、金属水素化成分は、Ｐｔ、Ｐｄ、またはそれらの混合物である。代わりの好ましい実施形態において、金属水素化成分は、ＶＩＩＩ族非貴金属とＶＩ族金属との組み合わせであり得る。好適な組み合わせは、Ｎｉ、Ｃｏ、またはＦｅと、ＭｏまたはＷとを、好ましくはＮｉとＭｏまたはＷとを含むことができる。
【０１４８】
金属水素化成分は、任意の都合のよい方法で触媒に添加され得る。金属水素化成分を添加する１つの技術は、初期湿潤による。例えば、ゼオライトとバインダーとを組み合わせた後に、合わせたゼオライトとバインダーとを触媒粒子へと押し出すことができる。これらの触媒粒子を次に、好適な金属前駆体を含有する溶液に曝すことができる。あるいは、金属は、イオン交換によって触媒に添加することができ、ここで、金属前駆体は押出前にゼオライト（またはゼオライトおよびバインダー）の混合物に添加される。
【０１４９】
触媒中の金属の量は、触媒を基準として少なくとも０．１重量％、または触媒を基準として、少なくとも０．１５重量％、または少なくとも０．２重量％、または少なくとも０．２５重量％、または少なくとも０．３重量％、または少なくとも０．５重量％であり得る。触媒中の金属の量は、触媒を基準として２０重量％以下、または１０重量％以下、または５重量％以下、または２．５重量％以下、または１重量％以下であり得る。金属がＰｔ、Ｐｄ、別のＶＩＩＩ族貴金属、またはそれらの組み合わせである実施形態については、金属の量は、０．１〜５重量％、好ましくは０．１〜２重量％、または０．２５〜１．８重量％、または０．４〜１．５重量％であり得る。金属がＶＩＩ族非貴金属とＶＩ族金属との組み合わせである実施形態については、金属の総量は、０．５重量％〜２０重量％、または１重量％〜１５重量％、または２．５重量％〜１０重量％であり得る。
【０１５０】
本開示による方法に有用な脱ろう触媒もまたバインダーを含むことができる。いくつかの実施形態において、本開示による方法に使用される脱ろう触媒は、低表面積バインダーを使用して配合され、低表面積バインダーは、１００ｍ２／ｇ以下、または８０ｍ２／ｇ以下、または７０ｍ２／ｇ以下の表面積のバインダーを表す。
【０１５１】
あるいは、バインダーおよびゼオライト粒径は、微小孔表面積対全表面積の所望の比を触媒に提供するために選択される。本開示に従って使用される脱ろう触媒において、微小孔表面積は、脱ろう触媒中のゼオライトの１次元細孔からの表面積に相当する。全表面は、微小孔表面積プラス外部表面積に相当する。触媒に使用されるいかなるバインダーも、微小孔表面積に寄与しないであろうし、触媒の全表面積を有意に増加させないであろう。外部表面積は、全触媒の表面積マイナス微小孔表面積の残余を表す。バインダーおよびゼオライトは両方とも、外部表面積の値に寄与することができる。好ましくは、脱ろう触媒についての微小孔表面積対全表面積の比は、２５％以上であろう。
【０１５２】
ゼオライトは、任意の都合のよい方法でバインダーと組み合わせることができる。例えば、結合触媒は、両方とも粉末のゼオライトおよびバインダーから出発し、粉末を組み合わせ、水を添加してミルにかけて混合物を形成し、次に混合物を押し出して所望のサイズの結合触媒を生み出すことによって製造することができる。ゼオライトおよびバインダー混合物の押出流動特性を修正するために押出助剤をまた使用することができる。触媒中の骨組みアルミナの量は、０．１〜３．３３重量％、または０．１〜２．７重量％、または０．２〜２重量％、または０．３〜１重量％の範囲であってもよい。
【０１５３】
その上別に実施形態において、２種以上の金属酸化物からなるバインダーをまた使用することができる。そのような実施形態において、低表面積バインダーの重量百分率は好ましくは、より高表面積バインダーの重量百分率よりも大きい。
【０１５４】
あるいは、混合金属酸化物バインダーを形成するために使用される金属酸化物は両方とも、十分に低い表面積を有し、バインダー中の各金属酸化物の割合は、それほど重要ではない。２種以上の金属酸化物がバインダーを形成するために使用される場合、２種の金属酸化物を、任意の都合のよい方法によって触媒中へ組み入れることができる。例えば、１種のバインダーを、噴霧乾燥中などの、ゼオライト粉末の形成中にゼオライトと混合することができる。噴霧乾燥したゼオライト／バインダー粉末を次に、押出前に第２金属酸化物バインダーと混合することができる。
【０１５５】
その上別の実施形態において、脱ろう触媒は、自己結合しており、バインダーを含有しない。
【０１５６】
サワー環境での接触脱ろうゾーンのプロセス条件は、２００〜４５０℃、好ましくは２７０〜４００℃の温度、１．８〜３４．６ｍＰａ（２５０〜５０００ｐｓｉ）、好ましくは４．８〜２０．８ｍＰａの水素分圧、０．２〜１０ｖ／ｖ／ｈｒ、好ましくは０．５〜３．０の液空間速度、および３５．６〜１７８１ｍ３／ｍ３（２００〜１０，０００ｓｃｆ／Ｂ）、好ましくは１７８〜８９０．６ｍ３／ｍ３（１０００〜５０００ｓｃｆ／Ｂ）の水素循環率を含むことができる。
【０１５７】
第２段階（または他の非サワー環境）での脱ろうについて、脱ろう触媒条件は、サワー環境についてのものと類似であり得る。ある実施形態において、第２段階での条件は、第１（サワー）段階での脱ろうプロセスほど厳しくない条件を有することができる。脱ろうプロセスでの温度は、第１段階での脱ろうプロセスについての温度よりも２０℃低い、または３０℃低い、または４０℃低いものであり得る。脱ろう段階でより低い温度を達成する１つの方法は、液体急冷を用いることである。脱ろうされたおよび任意選択的に水素化仕上げされた生成物を、全反応器流出物としてか、より低い温度に冷却される特有の沸騰範囲へと分離されてかのいずれかで、リサイクルすることによって、脱ろうへの全供給物温度を低くすることができる。脱ろう供給物温度を下げる別の方法は、脱ろう段階への供給物を取り出し、そしてより冷たい流れまたは大気と熱交換することによって任意選択の水素化分解工程からの全反応器流出物に関して外部冷却を用いることである。脱ろう反応器温度を下げる別の方法は、水素などの、より冷たいガスを添加し、そして脱ろう触媒供給物と混合することによる。第２段階での脱ろうプロセスについての圧力は、第１段階での脱ろうプロセスよりも１００ｐｓｉｇ（６９０ｋＰａ）低い、または２００ｐｓｉｇ（１３８０ｋＰａ）低い、または３００ｐｓｉｇ（２０７０ｋＰａ）低いものであり得る。
【０１５８】
本開示の１つの形態において、接触脱ろう触媒は、０．１重量％〜３．３３重量％の骨組みアルミナ、０．１重量％〜５重量％のＰｔ、１００ｍ２／ｇ以下の表面積の２００：１〜３０：１ＳｉＯ２：Ａｌ２Ｏ３比および少なくとも１つの低表面積の、耐熱性金属酸化物バインダー［ＦＫＳ１］を含む。
【０１５９】
潤滑油添加剤
本開示で有用な調合潤滑油は、耐摩耗添加剤、洗剤、分散剤、粘度調整剤、腐食防止剤、防錆剤、金属不活性化剤、極圧添加剤、抗けいれん剤、ワックス改質剤、他の粘度調整剤、流動性損失添加剤、密封適合性剤、潤滑剤、汚染防止剤、発色剤、消泡剤、乳化破壊剤、乳化剤、高密度化剤、湿潤剤、ケル化剤、粘着付与剤、着色剤などを含むが、それらに限定されない他の一般に使用される潤滑油性能添加剤の１種以上を含有してもよい。多くの一般に使用される添加剤のレビューについては、「Ｌｕｂｒｉｃａｎｔ  Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ，Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」，Ｌ．Ｒ．Ｒｕｄｎｉｃｋ編，Ｍａｒｃｅｌ  Ｄｅｋｋｅｒ，Ｉｎｃ．２７０  Ｍａｄｉｓｏｎ  Ａｖｅ．Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，Ｎ．Ｊ．１００１６，２００３、およびＫｌａｍａｎｎ  ｉｎ  Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｖｅｒｌａｇ  Ｃｈｅｍｉｅ，Ｄｅｅｒｆｉｅｌｄ  Ｂｅａｃｈ，ＦＬ；ＩＳＢＮ  ０−８９５７３−１７７−０を参照されたい。Ｎｏｙｅｓ  Ｄａｔａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐａｒｋｒｉｄｇｅ，ＮＪ（１９７３）によって出版された、Ｍ．Ｗ．Ｒａｎｎｅｙによる「Ｌｕｂｒｉｃａｎｔ  Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ」もまた言及され；その開示がその全体を本明細書に援用される、米国特許第７，７０４，９３０号明細書もまた参照されたい。これらの添加剤は、５重量パーセント〜５０重量パーセントの範囲であってもよい各種量の希釈油を使って一般に配送される。
【０１６０】
本開示で有用な添加剤は、潤滑油に溶けなくてもよい。ステアリン酸亜鉛などの油に不溶性の添加剤は、本開示の潤滑油に分散させることができる。
【０１６１】
潤滑油組成物が、１種以上の添加剤を含有する場合、添加剤は、それがその意図される機能を果たすのに十分な量で組成物へ混ぜ込まれる。添加剤は典型的には、微量成分として、典型的には、組成物の総重量を基準として、５０重量パーセント未満、好ましくは約３０重量パーセント未満、より好ましくは約１５重量パーセント未満の量で、潤滑油組成物中に存在する。添加剤はほとんどの場合、少なくとも０．１重量パーセント、好ましくは少なくとも１重量パーセント、より好ましくは少なくとも５重量パーセントの量で潤滑油組成物に添加される。本開示で有用なそのような添加剤の典型的な量は、下の表１に示される。
【０１６２】
添加剤の多くは、一定量の基油希釈剤とともに、１種以上の添加剤を一緒に含有する、コンセントレートとして添加剤製造業者から出荷されていることが指摘される。したがって、下の表１の重量、ならびに本明細書で述べられる他の量は、活性成分（すなわち、非希釈部分の成分）の量を対象とする。下に示される重量パーセント（重量％）は、潤滑油組成物の総重量を基準としている。
【０１６３】
【表１】
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【０１６４】
前述の添加剤はすべて、商業的に入手可能な物質である。これらの添加剤は、独立して添加されてもよいが、通常は、潤滑油添加剤の供給業者から得ることができるパッケージにあらかじめ混合されている。様々な成分、割合および特性の添加剤パッケージが入手可能であり、適切なパッケージの選択は、究極的な組成物の必須の使用を考慮に入れるであろう。
【０１６５】
本開示の潤滑油基礎原料油は、混合制限なしで潤滑油基礎原料油として好適であり、そしてさらに、本潤滑油基礎原料油生成物はまた、潤滑油調合物用の潤滑油添加剤と相溶性である。本開示の潤滑油基礎原料油は任意選択的に、潤滑油を形成するために他の潤滑油基礎原料油とブレンドすることができる。有用な潤滑油共基礎原料油には、グループＩ、ＩＩＩ、ＩＶおよびＶ基礎原料油ならびにガス・トゥ・リキッド（ＧＴＬ）油が含まれる。共基礎原料油の１種以上が、全潤滑油組成物を基準として、０．１〜５０重量％、または０．５〜４０重量％、１〜３５重量％、または２〜３０重量％、または５〜２５重量％、または１０〜２０重量％で潤滑油基礎原料油を含む潤滑油組成物に混ぜ込まれてもよい。
【０１６６】
本開示の基礎原料油を含む潤滑油組成物は、先行技術グループＩＩ基礎原料油を含む類似の潤滑油組成物よりも改善された酸化安定性を有する。
【０１６７】
潤滑油基礎原料油および潤滑油組成物は、移動するおよび／または相互作用する機械部品、構成要素、または表面の潤滑を必要とするデバイスまたは装置用の潤滑油またはグリースなどの、様々な潤滑関連最終使用に本開示で用いることができる。有用な装置には、エンジンおよび機械が含まれる。本開示の潤滑油基礎原料油は、自動車クランクケース潤滑油、自動車ギアオイル、トランスミッションオイル、循環潤滑油、工業ギア潤滑油、グリース、圧縮機油、ポンプオイル、冷蔵潤滑油、油圧潤滑油、金属作動流体などの多くの工業用潤滑油の調合に使用するのに最も好適である。さらに、本開示の潤滑油基礎原料油は、再生可能な資源から誘導され；それは、持続可能な製品と考えられ、異なる業界群または政府規制によって設定された「持続可能性」基準を満たすことができる。
【０１６８】
以下の非限定的な実施例は、本開示を例示するために提供される。
【実施例】
【０１６９】
本明細書に記載されるように、図１は、本開示の秀でた低温および酸化性能を持った組成的に恵まれた基礎原料油を生み出すために用いられた潤滑油のための水素化分解プロセスの略図である。実施例で用いられる方法は、本明細書に開示される。約２０〜約４５の溶媒脱ろう油供給物粘度指数を有する供給物（すなわち、減圧ガスオイル供給原料（すなわち、中減圧ガスオイル供給物（ＭＶＧＯ））が、粘度指数（ＶＩ）を増加させ、そして硫黄および窒素を除去する、主として水素化処理装置である第１段階によって処理された。これに、ライトエンドおよびディーゼルが取り出されるストリッピングセクションが続いた。重質潤滑油フラクションが次に、水素化分解、脱ろう、および水素化仕上げが行われる第２段階に入った。供給物とプロセスアプローチとのこの組み合わせは、独特の組成特性を持った基礎原料油を生み出すことが分かった。これらの独特の組成特性は、生み出されたより低およびより高粘度基礎原料油の両方で観察された。
【０１７０】
潤滑油基礎原料油は、従来法で処理された低粘度基礎原料油と比べて独特の組成特性を持った低粘度生成物をもたらす低粘度カットの従来型ＶＩ標的に達するために、約２０〜約４５）の溶媒脱ろう油供給物粘度指数を有する供給物（すなわち、減圧ガスオイル供給原料（すなわち、中減圧ガスオイル供給物（ＭＶＧＯ））を共処理することによって生み出された。潤滑油基礎原料油組成は、ガスクロマトグラフィー質量分析法（ＧＣＭＳ）、超臨界流体クロマトグラフィー（ＳＦＣ）、カーボン−１３核磁気共鳴（１３Ｃ  ＮＭＲ）、プロトン核磁気共鳴（プロトン−ＮＭＲ）、および示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）などの進歩した分析技術の組み合わせを用いて測定された。本開示の、そして４〜６ｃＳｔの範囲の１００℃での動粘度を有するグループＩＩ低粘度潤滑油基礎原料油の例が、図９に記載される。参考のために、本開示の低粘度潤滑油基礎原料油が、同じ粘度範囲を有する典型的なグループＩＩ低粘度基礎原料油と比較される。
【０１７１】
上記方法からの共処理高粘度生成物はまた、本明細書に記載される独特の組成特性を示した。１０〜１２ｃＳｔの範囲の１００℃での動粘度を有する、そのようなグループＩＩ高粘度潤滑油基礎原料油の例が、図１０に記載される。参考のために、本開示の高粘度潤滑油基礎原料油が、同じ粘度範囲を有する典型的なグループＩＩ高粘度基礎原料油と比較される。
【０１７２】
図９および１０で用いるところでは、「飽和化合物Ｘ−０」は、ワン（１）環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物の量を意味し；「飽和化合物Ｘ−２」は、ツー（２）環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物の量を意味し；「飽和化合物Ｘ−４」は、スリー（３）環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物の量を意味し；「飽和化合物Ｘ−６」は、フォー（４）環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物の量を意味し；「飽和化合物Ｘ−８」は、ファイブ（５）環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物の量を意味し；「飽和化合物Ｘ−１０」は、シックス（６）環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物の量を意味し；「飽和化合物Ｘ２」は、イソパラフィンの量を意味する。「ＭＭパラフィン」は、モノメチルパラフィンを意味する。「ＤＭパラフィン」は、ジメチルパラフィンを意味する。「全シクロパラフィン」は、シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物の総量を意味する。図９および１０で用いるところでは、シクロパラフィンは、ナフテノ芳香族化合物を含む。
【０１７３】
図９および１０で用いるところでは、粘度指数（ＶＩ）は、ＡＳＴＭ方法Ｄ  ２２７０−９３［１９９８］に従って測定された。ＶＩは、ＡＳＴＭ方法Ｄ  ４４５−０１を用いて４０℃および１００℃で測定される動粘度に関係する。
【０１７４】
図１０で用いるところでは、流動点は、ＡＳＴＭ  Ｂ３９８３またはＤ５９５０−１により測定された。
【０１７５】
水素化分解プロセスによって生み出された独特の組成を持ったグループＩＩ基礎原料油（図９および１０の例）は、３．５ｃｓｔ〜１３ｃｓｔの範囲の基礎原料油粘度を示す。組成におけるこれらの差は、シクロパラフィン環およびナフテノ芳香族環種の分布の差を含み、多環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物と比べて１環のより大きい相対量につながる。図９および１０は、それぞれの行１４を参照すると、商業的に入手可能な水素処理基礎原料油と比べて、低粘度生成物について本開示の基礎原料油において１．１を超え、本開示の基礎原料油において高粘度生成物では１．２を超える、１環シクロパラフィン種対多環シクロパラフィン種の比を示す。組成のこの差は、恵まれていると考えられる。
【０１７６】
その上、本開示の基礎原料油において、２＋、３＋、４＋環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物について、図９および１０、それぞれの行１５、１６、および１７に示されるような多環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物の絶対値は、粘度範囲にわたって商業的に公知の基礎原料油と比べて本開示の基礎原料油においてより低い。具体的には、本開示の実例基礎原料油は、低粘度生成物では、３５．７％未満の図８に示されるような−２Ｘ−クラスの種、主に２Ｘ−クラスの２＋環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物、１１．０％未満の図８に示されるような−４Ｘ−クラスの種、主に４Ｘ−クラスの３＋環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物、および３．７％未満の図８に示されるような−６Ｘ−クラスの種、主に６Ｘ−クラスの４＋環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物、ならびに高粘度生成物について、３９．０％未満の図８に示されるような−２Ｘ−クラスの種、主に２Ｘ−クラスの２＋環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物、１０．８％未満の図８に示されるような−４Ｘ−クラスの種、主に４Ｘ−クラスの３＋環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物、および３．２％未満の図８に示されるような−６Ｘ−クラスの種、主に６Ｘ−クラスの４＋環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物を示した。多環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物のより低い量はまた、３環種の個別の数（図９および１０、それぞれの行７）；低粘度生成物については７．８％未満および高粘度生成物については７．９％未満に注目することによって理解することができる。その上、本開示の基礎原料油はまた、フル粘度範囲にわたってモノシクロパラフィン種のより高い量；低粘度基礎原料油については４０．７％超および高粘度基礎原料油については３８．８％超を示した。さらに、本開示の基礎原料油は、好ましくは５％未満の総量、より好ましくは２％未満の総量で、相応して図８に示されるのと同じＸ−クラスのナフテノ芳香族種を含むことができる。
【０１７７】
さらに、特有の供給物（すなわち、約２０〜約４５の溶媒脱ろう油供給物粘度指数を有する減圧ガスオイル供給原料（すなわち、中減圧ガスオイル供給物（ＭＶＧＯ））を使用すると、より軽質の基礎原料油と併産されるより重質の基礎原料油に関して追加の利点を与える。図１０、その行４に見られるように、本開示の高粘度基礎原料油は、平均すると８０％に近い、市販の基礎原料油と比べてかなりより低いシクロパラフィン含有量（７５％未満）を示す。これはまた、１０６．２を超える、より高いＶＩによっても証明され、ここで、本開示の基礎原料油は、１０６〜１１２範囲のＶＩを有する。
【０１７８】
その上、高粘度基礎原料油は、１３Ｃ−ＮＭＲにより測定されるような１００個の炭素原子当たり１３．３個超のイプシロン炭素原子によって明らかなようにこれらの種のイソ−パラフィン部分上のより低い程度の分岐、および１３Ｃ−ＮＭＲにより測定されるような１００個の炭素原子当たり２．８個超のアルファ炭素原子によって明らかなようにこれらの種のイソ−パラフィン部分上のより大きい数の長いアルキル分岐を示した（図１０、行１８および２０）。特性のいくつかの独特の組み合わせがまた、高粘度生成物と併産された低粘度基礎原料油においても具体的に見られた。例えば、本開示の低粘度基礎原料油は、１１０超の粘度指数を保持しながら１１．３％未満のイプシロン炭素含有量を有することが見られた（図９、行１８および３）。
【０１７９】
図９および１０に含まれる本開示の模範的な基礎原料油の組成特性の詳細なまとめが以下に示される。
【０１８０】
１００℃で範囲４〜６ｃＳｔの動粘度を持った基礎原料油について、組成物は、
ＧＣＭＳにより測定されるように、モノシクロパラフィン種が、全種の４４％超または４６％超または４８％超を構成し；
類似の商業的に入手可能な水素処理基礎原料油における同じ比と比べてモノシクロパラフィン種（０の水素不足Ｘ−クラス）対多環シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種（−２、−４、−６、−８および−１０の水素不足Ｘ−クラスの種の合計）の比（シクロパラフィン性能比）が、ＧＣＭＳより測定されるように１．１超または１．２超または１．３超または１．４超または１．５超または１．６超であり；
ＧＣＭＳにより測定されるように、−２、−４、−６、−８および−１０の水素不足Ｘ−クラスの全種、すなわち、２＋環シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種の合計が、全種の３４％未満または３３％未満または３１％未満または３０％未満を構成し；
ＧＣＭＳにより測定されるように、−４、−６、−８および−１０の水素不足Ｘ−クラスの全種、すなわち、３＋環シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種の合計が、全種の１０．５％未満または９．５％未満または９％未満または８．５未満を構成し；
ＧＣＭＳにより測定されるように、−６、−８および−１０の水素不足Ｘ−クラスの全種、すなわち、４＋環シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種の合計が、全種の２．９％未満または２．７％未満または２．６％未満を構成し；
１３Ｃ−ＮＭＲにより測定されるように１００個の炭素原子当たり１．１個超の第三級またはペンダントプロピル基によって明らかにされるこれらの種のイソ−パラフィン／アルキル部分上のより長い分岐；ならびに
ＧＣＭＳにより測定されるように、モノメチルパラフィン種が、全種の１．３％未満、または１．１％未満、または０．９％未満、または０．８％未満、または０．７％未満を構成する
ものである。
【０１８１】
１００℃で範囲１０〜１４ｃＳｔの動粘度を持った基礎原料油について、組成物は、
ＧＣＭＳにより測定されるように、モノシクロパラフィン種が、全種の３９％超または３９．５％超または４０％超または４１％超を構成し；
シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種、すなわち、０、−２、−４、−６、−８、および−１０の水素不足Ｘ−クラスの全種の合計が、全種の７３％未満または７２％未満または７１％未満を構成し；
類似の商業的に入手可能な水素処理基礎原料油における同じ比と比べてモノシクロパラフィン種（０の水素不足Ｘ−クラス）対多環シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種（−２、−４、−６、−８および−１０の水素不足Ｘ−クラスの種の合計）の比（シクロパラフィン性能比）が、ＧＣＭＳより測定されるように１．０５超、または１．１超、または１．２超、または１．３超、または１．４超であり；
ＧＣＭＳにより測定されるように、−２、−４、−６、−８および−１０の水素不足Ｘ−クラスの全種、すなわち、２＋環シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種の合計が、全種の３６％未満または３５％未満または３４％未満または３２％未満または３０％未満を構成し；
ＧＣＭＳにより測定されるように、−４、−６、−８および−１０の水素不足Ｘ−クラスの全種、すなわち、３＋環シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種の合計が、全種の１０．５％未満、または１０％未満または９％未満または８％未満を構成し；
ＧＣＭＳにより測定されるように、−６、−８および−１０の水素不足Ｘ−クラスの全種、すなわち、４＋環シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種の合計が、全種の２．８％以上を構成し；
１３Ｃ−ＮＭＲにより測定されるように１００個の炭素原子当たり１３個超、または１４個超または１４．５個超のイプシロン炭素原子によって明らかにされるこれらの種のイソ−パラフィン／アルキル部分上のより高程度の分岐；
１３Ｃ−ＮＭＲにより測定されるように１００個の炭素原子当たり２．７個超、または２．８個超、または２．８５個超、または２．９個超、または２．９５個超のアルファ炭素原子によって明らかにされるこれらの種のイソ−パラフィン／アルキル部分上のより大きい数の長いアルキル分岐；ならびに
ＤＳＣ法による微晶質ワックスの溶融での速い熱流量増加率（０．０００５〜０．００１５Ｗ／ｇ．Ｔ）で特徴づけられる残存ワックス分布
であるものである。
【０１８２】
本開示の模範的な基礎原料油が典型的なグループＩＩ基礎原料油と比べて全シクロパラフィンのより低い含有量を有することは注目に値する。これは、対照試料を上回って見られる本開示の基礎原料油のＶＩ利点を提供すると考えられる。意外にも、本開示の基礎原料油はまた、より低い全体シクロパラフィン含有量およびナフテノ芳香族含有量にもかかわらず、Ｘ−クラス０環種（モノシクロパラフィン種に相当する）のより高い含有量を有する。理論に制約されるわけではないが、多環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物のより低い量に対する１つの仮説は、低い多環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物につながる開環反応が、本開示の基礎原料油を製造するために用いられるプロセス条件下で高い選択性を有し得ることである。本開示の基礎原料油を製造するために用いられるプロセススキームは、ＶＩを潜在的に改善する開環反応に有利に働き得る低硫黄（スイート）処理条件での酸性部位を有する貴金属触媒の活用を可能にする。
【０１８３】
その上、本開示の基礎原料油（すなわち、図１０で１０７．７のＶＩを有する本発明の基礎原料油（図１１で「発明Ａ」と言われる）、およびまた図１０で１０６．３のＶＩを有する本発明の基礎原料油（図１１で「発明Ｂ」と言われる）がまた、温度の関数として残存ワックスの総量および残存ワックスの分布を測定するために示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）を用いて特性評価された。基礎原料油の加熱曲線を、当該基礎原料油から調合された完成エンジンオイルのＡＳＴＭ  Ｄ４６８４により測定されたＭＲＶ見かけ粘度と相関させることによって、ＤＳＣ残存ワックス分布を用いて基礎原料油の低温性能を測定する方法は、米国特許出願公開第２０１０／００７０２０２号明細書に記載されている。ＤＳＣ冷却および加熱曲線が、本開示の基礎原料油について得られた。とりわけ、加熱曲線は、試料が完全に固化しているほぼ−８０℃の低温から出発し、次に試料を約１０℃／分で加熱することによって生成した。温度が上昇するにつれて、典型的には、熱流量は、温度が約−２５℃になるまで急速に減少する。加熱トレースは、約−３０℃〜−２０℃で極小値を通過する。−２０℃と約＋１０℃との間で、熱流量の率は、微晶質ワックスが溶融するので増加する。典型的な増加率は、０．０００２５〜０．０００４０Ｗ／ｇ．Ｔであり、それに対して、意外にも、本開示の基礎原料油は、独特の組成および残存ワックス／パラフィン種の含有量を示す０．０００５〜０．００１５Ｗ／ｇ．Ｔの率での熱流量のより迅速な変化を有した。図１１は、本開示の基礎原料油および典型的な市販の試料（すなわち、図１０で９６．９のＶＩを有するＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ基礎原料油（図１１では「典型的なＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ  ＨＮ  Ｅｘａｍｐｌｅ  Ａ」と言われる、図１０で、９６．８のＶＩを有するＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ基礎原料油（図１１では「典型的なＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ  ＨＮ  Ｅｘａｍｐｌｅ  Ｂ」と言われる、ならびに、また、図１０での比較ＨＮ  Ａ、比較ＨＮ  Ｂ、比較ＨＮ  Ｃ、および比較ＨＮ  Ｄ市販基礎原料油）についてのＤＳＣ加熱曲線を示す。
【０１８４】
本開示の基礎原料油は、２０Ｗ−５０自動車エンジンオイル調合物においてＡＳＴＭ  Ｄ４６８４によるＭＲＶ見かけ粘度によって測定されるように秀でた低温性能を示す。ＡＳＴＭ  Ｄ４６８４により測定される完成潤滑油ＭＲＶ性能は、流動点によって普通は測定される基礎原料油残存ワックスと相関性がある。意外にも、類似の流動点での基礎原料油を使って、ＡＳＴＭ  Ｄ４６８４により測定される完成潤滑油ＭＲＶ性能の２５％減少が本開示の基礎原料油を使用して達成できることが分かった。例を図１２に示す。図１２は、本開示の基礎原料油（すなわち、図１０で１０７．７のＶＩを有する本発明の基礎原料油）および対照基礎原料油（すなわち、図１０で９６．９のＶＩを有するＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ基礎原料油）を使用して調合された２０Ｗ−５０エンジンオイルについてＡＳＴＭ  Ｄ４６８４により測定されるＭＲＶ見かけ粘度対流動点を示す。
【０１８５】
本開示に従って、イソ−パラフィンおよびモノシクロパラフィン種の量を増やすことによってＡＳＴＭ  Ｄ４６８４により測定されるＭＲＶを改善する方法が提供される。本明細書に記載されるように、本開示の基礎原料油は、低温性能の改善に寄与し得る、より低い多環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族含有量ならびにより高いモノシクロパラフィン含有量を有する。これは、シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族含有量の比較的小さい変化が低温性能に影響を及ぼすことは予期され得ないので意外である。寄与し得るシクロパラフィンおよび／または分岐の長鎖パラフィンなどの飽和種の興味深い分布があると考えられる。したがって、ある実施形態において、本開示は、より厳しい処理によって多環シクロパラフィンをモノシクロパラフィンへと変換すること、および次にこの基油を低い多環シクロパラフィン種とブレンドして調合物にすることによってＡＳＴＭ  Ｄ４６８４により測定されるＭＲＶ性能を改善する方法を提供する。
【０１８６】
その上、１３Ｃ  ＮＭＲ分光法は、本開示の高粘度基礎原料油が、典型的な基礎原料油と同じ平均炭素数（範囲３０〜４０個の）を有しながら、イプシロン炭素（１３％超）およびアルファ炭素（２．８％超）の含有量がより高い種からなることを示す。本開示の基礎原料油についてのイプシロンおよびアルファ炭素含有量の観察結果の例は、図１０で行１８および２０に示される。アルファ炭素種のより高い含有量は、飽和種におけるより高程度の分岐を示唆するが、より低いイプシロン炭素含有量（長い非分岐パラフィン鎖を示す）につながると予期される。本開示の基礎原料油はまた、アルファ炭素のより高い含有量と一緒に、イプシロン炭素種のより高い含有量を示すので、より長い分岐およびより多い数の分岐を持った種の興味深い分布が存在すると考えられる。
【０１８７】
本開示に従って、多環シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族種を減らすことによってＡＳＴＭ  Ｄ２２７２により測定される回転圧力容器酸化試験（ＲＰＶＯＴ）を改善する方法が提供される。本開示の基礎原料油、特により高粘度基礎原料油は、類似粘度の他のＡＰＩグループＩＩ基礎原料油よりも一方向に低い量のシクロパラフィンを示した。また、そのような基礎原料油における個別シクロパラフィン型分子分布は、他の類似粘度競合グループＩＩ基礎原料油についてのものとは異なった。本開示の基礎原料油におけるこの組成差は、タービン油調合物に関してＡＳＴＭ  Ｄ２２７２によりＲＰＶＯＴによって測定されるように一方向により良好な酸化安定性をもたらした。理論に制約されるわけではないが、ある種のタイプのシクロパラフィン分子は、酸化開始反応での阻止によってか、酸化生成物を溶液中にたぶん保つかのいずれかによってより良好な酸化安定性を提供するので、他のタイプのシクロパラフィン分子を上回って好ましいと考えられる。イソ−パラフィン分子がシクロパラフィン型分子よりもさらに好ましいものであり得るとまた考えられる。これは、より高いＲＰＶＯＴ平均時間をもたらす。したがって、本開示は、次のとおり組成空間当たりの多環シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種を特に減らすことによって酸化安定性を制御する方法を提供する：
競合基礎原料油よりも２〜７％低い全体シクロパラフィン分子含有量；
単環クラスのシクロパラフィン分子が２〜４％より高かった；
２環クラスのシクロパラフィン分子が２〜５％より低かった；
３環クラスのシクロパラフィン分子が１〜６％より低かった；そして
すべての４水素不足クラスおよびナフテノ芳香族分子の合計が、約２〜６％より低い約１０％である。
【０１８８】
類似品質競合高粘度基礎原料油（すなわち、図１３で「対照１」と言われる図１０で９６．９のＶＩを有するＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ基礎原料油、図１３で「対照２」と言われる図１０で９６．８のＶＩを有するＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ基礎原料油、および図１３で「対照３」と言われる図１０で９４．７のＶＩを有するＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ基礎原料油）に対して本開示の高粘度グループＩＩ基礎原料油（すなわち、図１０で１０７．７のＶＩを有する本発明の基礎原料油）でのタービン油調合物に関してＡＳＴＭ  Ｄ２２７２により測定される比較ＲＰＶＯＴ時間が品質差を示すために図１３でグラフによって示される。
【０１８９】
また、類似品質競合低粘度基礎原料油（すなわち、図１４で「対照１」と言われる図９で１１５．０のＶＩを有するＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ基礎原料油、および図１４で「対照３」と言われる図９で１１４．５のＶＩを有するＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ基礎原料油）に対して本開示の低粘度グループＩＩ基礎原料油（すなわち、図９で１１０．５のＶＩを有する本発明の基礎原料油）でのタービン油調合物に関してＡＳＴＭ  Ｄ２２７２により測定される比較ＲＰＶＯＴ時間が、品質差を示すために図１４でグラフによって示される。
【０１９０】
追加の潤滑油基礎原料油は、従来法で処理された低粘度基礎原料油と比べて独特の組成特性を持った低粘度生成物をもたらす低粘度カットの従来型ＶＩ標的に達するために、約２０〜約４５の溶媒脱ろう油供給物粘度指数を有する供給物（すなわち、減圧ガスオイル供給原料（すなわち、中減圧ガスオイル供給物（ＭＶＧＯ））、または減圧ガスオイル（例えば、中減圧ガスオイル供給物（ＭＶＧＯ））を有する混合供給原料を共処理することによって生み出された。潤滑油基礎原料油組成は、ガスクロマトグラフィー質量分析法（ＧＣＭＳ）、超臨界流体クロマトグラフィー（ＳＦＣ）、カーボン−１３核磁気共鳴（１３Ｃ  ＮＭＲ）、プロトン核磁気共鳴（プロトン−ＮＭＲ）、紫外分光法、および示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）などの進歩した分析技術の組み合わせを用いて測定された。本開示の、そして４〜６ｃＳｔの範囲の１００℃での動粘度を有するグループＩＩ低粘度潤滑油基礎原料油の例は、図１５に記載される。
【０１９１】
上記方法からの共処理高粘度生成物はまた、本明細書に記載される独特の組成特性を示した。１０〜１４ｃＳｔの範囲の１００℃での動粘度を有するそのようなグループＩＩ高粘度潤滑油基礎原料油の例もまた、図１５に記載される。
【０１９２】
図１６は、潤滑油基礎原料油（すなわち、米国特許出願公開第２０１３／０２６４２４６号明細書の４．５ｃＳｔ基礎原料油、米国特許出願公開第２０１３／０２６４２４６号明細書に開示されているような４．５ｃＳｔ最先端基礎原料油、本開示の５ｃＳｔ基礎原料油、および本開示の１１＋ｃＳｔ基礎原料油）中の、紫外（ＵＶ）分光法によって測定されるような、芳香族化合物の量および分布の比較を示す。
【０１９３】
本明細書で用いられるＧＣＭＳについては、おおよび５０ミリグラムの基礎原料油試料が、標準２ミリリットルのオートサンプラーバイアルに添加され、バイアルを一杯にするために塩化メチレンで希釈された。バイアルは、セプタムキャップで密封された。試料は、オートサンプラーを備えたＡｇｉｌｅｎｔ  ５９７５Ｃ  ＧＣＭＳ（ガスクロマトグラフ質量分析計）を用いて試験された。非極性ＧＣカラムが、蒸留またはＧＣの炭素数溶出特性をシミュレートするために使用された。使用されたＧＣカラムは、Ｒｅｓｔｅｋ  Ｒｘｉ−１ｍｓであった。カラム寸法は、固定相コーティングについて０．２５ミクロン・フィルム厚さで長さ３０メートル×内径０．３２ｍｍであった。ＧＣカラムは、スプリット／スプリットレス注入ポート（３６０℃に保持され、スプリットレスモードで操作される）に連結された。一定圧力モード（約７ＰＳＩ）でのヘリウムが、ＧＣキャリア相のために使用された。ＧＣカラムの出口は、３５０℃で保持された移送ラインを通って質量分析計に流し込まれた。ＧＣカラムについての温度プログラムは次のとおりである：１００℃で２分保持、１分当たり５℃でプログラム、３５０℃で３０分保持。質量分析計は、電子衝撃イオン化源（２５０℃で保持された）を使用して操作され、標準条件（７０ｅＶイオン化）を用いて操作された。機器制御およびマススペクトルデータ取得は、Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｃｈｅｍｓｔａｔｉｏｎソフトウェアを用いて得られた。質量較正および機器チューニング性能は、機器自動調整特性に基づいて供給業者供給標準を用いて正当性を立証された。
【０１９４】
試料についてのＧＣＭＳ保持時間は、既知のノルマルパラフィンを含有する標準試料の分析に基づくノルマルパラフィン保持と比べて測定された。次にマススペクトルが平均化された。特有のフラグメントイオンに基づく飽和化合物フラクションについてのグループタイプ分析が行われた。グループタイプ分析は、次の飽和化合物および芳香族分子タイプの重量％をもたらした：全シクロパラフィンおよびナフテノ芳香族化合物、１〜６環シクロパラフィン種およびナフテノ芳香族種、ｎ−パラフィン、モノメチルパラフィン（すなわち、ＭＭパラフィン）、およびジメチルパラフィン（すなわち、ＤＭパラフィン）。この手順は、業界標準方法ＡＳＴＭ  Ｄ２７８６−Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ  Ｔｙｐｅｓ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  Ｇａｓ−Ｏｉｌ  Ｓａｔｕｒａｔｅｓ  Ｆｒａｃｔｉｏｎｓ  ｂｙ  Ｈｉｇｈ  Ｉｏｎｉｚｉｎｇ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（高イオン化電圧質量分析法によるガス−オイル飽和化合物の炭化水素タイプ分析のための標準試験方法）に似ている。
【０１９５】
本明細書で用いられるＳＦＣについては、市販のＳＦＣ（超臨界流体クロマトグラフ）システムが、潤滑油基礎原料油の分析のために用いられた。このシステムは、次の構成要素を備えていた：超臨界二酸化炭素移動相の配送のための高圧ポンプ；温度制御されたカラムオーブン；移動相への試料物質の配送のための高圧液体注入弁付きのオートサンプラー；フレームイオン化検出器；移動相スプリッター（低い死容積ティー）；ＣＯ２を超臨界状態に保つための背圧調整器；ならびに構成要素の制御およびデータ信号の記録のためのコンピュータおよびデータシステム。分析のために、おおよそ７５ミリグラムの試料が、２ミリリットルのトルエンに希釈され、標準セプタムキャップオートサンプラーバイアルに装填された。試料は、高圧サンプリング弁を通ってベースとして導入された。ＳＦＣ分離は、直列に連結された（長さ２５０ｍｍ  ２ｍｍまたは４ｍｍ  ＩＤのいずれか）マルチプル市販シリカ充填カラム（６０または３０オングストローム細孔のいずれかで５ミクロン）を用いて行われた。カラム温度は、典型的には３５または４０℃で保持された。分析のために、カラムの上部圧力は典型的には、２５０バールであった。液体ＣＯ２流量は典型的には、２ｍｍ  ＩＤカラムについては０．３ｍｌ／分または４ｍｍ  ＩＤカラムについては２．０ｍｌ／分であった。試料ランはほとんどすべて、トルエン溶媒前に溶出し得る飽和化合物であった。ＳＦＣ  ＦＩＤ信号は、パラフィンおよびナフテン領域に積分された。ＳＦＣ（超臨界流体クロマトグラフ）は、全パラフィンおよび全ナフテンのスプリットについて潤滑油基礎原料油を分析するために用いられた。典型的な分子タイプを用いる様々な標準を、定量化のためパラフィン／ナフテンスプリットを較正するために用いることができる。
【０１９６】
本明細書で用いられる１３Ｃ  ＮＭＲのために、試料が、緩和剤として７％クロム（ＩＩＩ）アセチルアセトナートを添加してＣＤＣｌ３中２５〜３０重量％で調製された。１３Ｃ  ＮＭＲ試験は、プロトン共鳴周波数が４００ＭＨｚであるＪＥＯＬ  ＥＣＳ  ＮＭＲスペクトロメーターで行われた。定量的１３Ｃ  ＮＭＲ試験は、４５°フリップ角、パルス間６．６秒、６４Ｋデータ点および２４００スキャンでインバースゲートデカップリング試験を用いて２７℃で行われた。すべてのスペクトルは、０ｐｐｍのＴＭＳを基準とした。スペクトルは、０．２〜１Ｈｚの線幅拡大で処理され、ベースライン補正がマニュアル積分前に適用された。全体スペクトルは、次のとおり異なる積分面積のモル％を求めるために積分された：１７０〜１９０ｐｐｍ  芳香族Ｃ；３０〜２９．５ｐｐｍ  イプシロン炭素（長鎖メチレン炭素）；１５〜１４．５ｐｐｍ  末端およびペンダントプロピル基（％Ｔ／Ｐ  Ｐｒ）；１４．５〜１４ｐｐｍ  長鎖端でのメチル；ならびに１２〜１０ｐｐｍ  ペンダントおよび末端エチル基（％Ｐ／Ｔ  Ｅｔ）。
【０１９７】
本明細書に引用されるすべての特許および特許出願、試験手順（ＡＳＴＭ方法、ＵＬ方法など）、ならびに他の公文書は、そのような開示が本開示と矛盾しない程度に、そしてそのような援用が許されるすべての権限のために参照により完全に援用される。
【０１９８】
数の下限および数の上限が本明細書でリストアップされる場合、任意の下限から任意の上限までの範囲が考えられる。本開示の例示的な実施形態が特異的に記載されてきたが、様々な他の変更が当業者に明らかであろうし、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく当業者によって容易に行われ得ることは理解されるであろう。したがって、本明細書に添付されるクレームの範囲が本明細書に示される実施例および説明に限定されることは意図されず、むしろクレームが、本開示が関係する技術分野の当業者によってその等価物のように扱われるだろうすべての特徴を含めて、本開示中に存在する特許性のある新規性の特徴をすべて包含すると解釈されることが意図される。
【０１９９】
本開示は、多数の実施形態および具体的な実施例に関連して上に記載されてきた。多くの変形が、上に詳述された説明を踏まえて当業者に連想されるであろう。すべてのそのような明らかな変形は、添付特許請求の範囲の完全に意図される範囲内である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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